saipol

R ISI
halaman
I. Pendahuluan 1
II. Sejarah Mikrobiologi 5
III. Sel Mikroba dan Strukturnya 12
IV. Bakteri dan Virus 22
V. Fungi 31
VI. Algae dan Protozoa 40
VII. Enzim Mikroba 53
VIII. Bioenergetik Mikroba 61
IX. Pertumbuhan Mikroba 70
X. Faktor Lingkungan Mikroba 76
XI. Nutrisi dan Medium Mikroba 85
XII. Peranan Mikroba di Bidang Kesuburan Tanah 92
XIII. Peranan Mikroba di Bidang Lingkungan 105
Daftar Pustaka 110
3
I. PENDAHULUAN
A. Pengertian Mikroba
Jasad hidup yang ukurannya kecil sering disebut sebagai mikroba atau
mikroorganisme atau jasad renik. Jasad renik disebut sebagai mikroba bukan hanya
karena ukurannya yang kecil, sehingga sukar dilihat dengan mata biasa, tetapi juga
pengaturan kehidupannya yang lebih sederhana dibandingkan dengan jasad tingkat
tinggi. Mata biasa tidak dapat melihat jasad yang ukurannya kurang dari 0,1 mm. Ukuran
mikroba biasanya dinyatakan dalam mikron ( ), 1 mikron adalah 0,001 mm. Sel mikroba
umumnya hanya dapat dilihat dengan alat pembesar atau mikroskop, walaupun
demikian ada mikroba yang berukuran besar sehingga dapat dilihat tanpa alat
pembesar.
B. Ruang lingkup Mikrobiologi Dasar
Mikrobiologi adalah ilmu yang mempelajari mikroba. Mikrobiologi adalah salah
satu cabang ilmu dari biologi, dan memerlukan ilmu pendukung kimia, fisika, dan
biokimia. Mikrobiologi sering disebut ilmu praktek dari biokimia. Dalam mikrobiologi
dasar diberikan pengertian dasar tentang sejarah penemuan mikroba, macam-macam
mikroba di alam, struktur sel mikroba dan fungsinya, metabolisme mikroba secara
umum, pertumbuhan mikroba dan faktor lingkungan, mikrobiologi terapan di bidang
lingkungan dan pertanian. Mikrobiologi lanjut telah berkembang menjadi bermacammacam
ilmu yaitu virologi, bakteriologi, mikologi, mikrobiologi pangan, mikrobiologi
tanah, mikrobiologi industri, dan sebagainya yang mempelajari mikroba spesifik secara
lebih rinci atau menurut kemanfaatannya.
C. Penggolongan mikroba diantara jasad hidup
Secara klasik jasad hidup digolongkan menjadi dunia tumbuhan (plantae) dan
dunia binatang (animalia). Jasad hidup yang ukurannya besar dengan mudah dapat
digolongkan ke dalam plantae atau animalia, tetapi mikroba yang ukurannya sangat
kecil ini sulit untuk digolongkan ke dalam plantae atau animalia. Selain karena
ukurannya, sulitnya penggolongan juga disebabkan adanya mikroba yang mempunyai
sifat antara plantae dan animalia.
4
Menurut teori evolusi, setiap jasad akan berkembang menuju ke sifat plantae
atau animalia. Hal ini digambarkan sebagai pengelompokan jasad berturut-turut oleh
Haeckel, Whittaker, dan Woese. Berdasarkan perbedaan organisasi selnya, Haeckel
membedakan dunia tumbuhan (plantae) dan dunia binatang (animalia), dengan protista.
Protista untuk menampung jasad yang tidak dapat dimasukkan pada golongan plantae
dan animalia. Protista terdiri dari algae atau ganggang, protozoa, jamur atau fungi, dan
bakteri yang mempunyai sifat uniseluler, sonositik, atau multiseluler tanpa diferensiasi
jaringan.
Whittaker membagi jasad hidup menjadi tiga tingkat perkembangan, yaitu: (1)
Jasad prokariotik yaitu bakteri dan ganggang biru (Divisio Monera), (2) Jasad eukariotik
uniseluler yaitu algae sel tunggal, khamir dan protozoa (Divisio Protista), dan (3) Jasad
eukariotik multiseluler dan multinukleat yaitu Divisio Fungi, Divisio Plantae, dan Divisio
Animalia. Sedangkan Woese menggolongkan jasad hidup terutama berdasarkan
susunan kimia makromolekul yang terdapat di dalam sel. Pembagiannya yaitu terdiri
Arkhaebacteria, Eukaryota (Protozoa, Fungi, Tumbuhan dan Binatang), dan Eubacteria.
Gambar 1.1. Klasifikasi Woese Gambar 1.2. Klasifikasi Whittaker
5
D. Ciri umum mikroba
Mikroba di alam secara umum berperanan sebagai produsen, konsumen,
maupun redusen. Jasad produsen menghasilkan bahan organik dari bahan anorganik
dengan energi sinar matahari. Mikroba yang berperanan sebagai produsen adalah algae
dan bakteri fotosintetik. Jasad konsumen menggunakan bahan organik yang dihasilkan
oleh produsen. Contoh mikroba konsumen adalah protozoa. Jasad redusen
menguraikan bahan organik dan sisa-sisa jasad hidup yang mati menjadi unsur-unsur
kimia (mineralisasi bahan organik), sehingga di alam terjadi siklus unsur-unsur kimia.
Contoh mikroba redusen adalah bakteri dan jamur (fungi).
Sel mikroba yang ukurannya sangat kecil ini merupakan satuan struktur biologi.
Banyak mikroba yang terdiri dari satu sel saja (uniseluler), sehingga semua tugas
kehidupannya dibebankan pada sel itu. Mikroba ada yang mempunyai banyak sel
(multiseluler). Pada jasad multiseluler umumnya sudah terdapat pembagian tugas
diantara sel atau kelompok selnya, walaupun organisasi selnya belum sempurna.
Setelah ditemukan mikroskop elektron, dapat dilihat struktur halus di dalam sel
hidup, sehingga diketahui menurut perkembangan selnya terdapat dua tipe jasad, yaitu:
1. Prokariota (jasad prokariotik/ primitif), yaitu jasad yang perkembangan selnya
belum sempurna.
2. Eukariota (jasad eukariotik), yaitu jasad yang perkembangan selnya telah
sempurna.
Selain yang bersifat seluler, ada mikroba yang bersifat nonseluler, yaitu virus.
Virus adalah jasad hidup yang bersifat parasit obligat, berukuran super kecil atau
submikroskopik. Virus hanya dapat dilihat dengan mikroskop elektron. Struktur virus
terutama terdiri dari bahan genetik. Virus bukan berbentuk sel dan tidak dapat
membentuk energi sendiri serta tidak dapat berbiak tanpa menggunakan jasad hidup
lain.
6
Perbedaan sifat antara virus dengan jasad bersel adalah sebagai berikut:
Struktur Virus Jasad bersel
Satuan struktur Partikel (virion) sel
Susunan:
- Asam inti
- Protein
- Lipida
- Polisakarida
- ATP / energi
DNA / RNA
ada (selubung)
tidak ada / ada
tidak ada / ada
tidak ada
DNA dan RNA
ada, lengkap
ada
ada
ada
Sifat pertumbuhan:
- Terbentuk dari
bahan genetik saja
- Bagian-bagian
disintesis sendiri
- Terbentuk langsung
dari elemen struktur
sejenis yang ada
sebelumnya
Ya
Ya
Tidak
Tidak
Tidak
Ya
Selain virus ada jasad hidup yang disebut viroid, yaitu bahan genetik RNA yang
bersifat infeksius (dapat menginfeksi) sel inang. Viroid membawa sifat genetiknya sendiri
yang dapat diekspresikan di dalam sel inang. Jasad yang lebih sederhana dari virus
adalah prion, yang terdiri suatu molekul protein yang infeksius. Adanya kenyataan ini
merupakan perkecualian sistem biologi, sebab prion menyimpan sifat genetiknya di
dalam rantaian polipeptida, bukan di dalam RNA atau DNA. Prion dapat menggandakan
diri di dalam sel inang dengan mekanisme yang belum diketahui dengan jelas.
7
II. SEJARAH PERKEMBANGAN MIKROBIOLOGI
A. PENEMUAN ANIMALCULUS
Awal terungkapnya dunia mikroba adalah dengan ditemukannya mikroskop oleh
Leeuwenhoek (1633-1723). Mikroskop temuan tersebut masih sangat sederhana,
dilengkapi satu lensa dengan jarak fokus yang sangat pendek, tetapi dapat
menghasilkan bayangan jelas yang perbesarannya antara 50-300 kali.
Leeuwenhoek melakukan pengamatan tentang struktur mikroskopis biji, jaringan
tumbuhan dan invertebrata kecil, tetapi penemuan yang terbesar adalah diketahuinya
dunia mikroba yang disebut sebagai “animalculus” atau hewan kecil. Animalculus adalah
jenis-jenis mikroba yang sekarang diketahui sebagai protozoa, algae, khamir, dan
bakteri.
B. TEORI ABIOGENESIS DAN BIOGENESIS
Penemuan animalculus di alam, menimbulkan rasa ingin tahu mengenai asal
usulnya. Menurut teori abiogenesis, animalculus timbul dengan sendirinya dari bahanbahan
mati. Doktrin abiogenesis dianut sampai jaman Renaissance, seiring dengan
kemajuan pengetahuan mengenai mikroba, semakin lama doktrin tersebut menjadi tidak
terbukti.
Sebagian ahli menganut teori biogenesis, dengan pendapat bahwa animalculus
terbentuk dari “benih” animalculus yang selalu berada di udara. Untuk mempertahankan
pendapat tersebut maka penganut teori ini mencoba membuktikan dengan berbagai
percobaan.
Fransisco Redi (1665), memperoleh hasil dari percobaannya bahwa ulat yang
berkembang biak di dalam daging busuk, tidak akan terjadi apabila daging tersebut
disimpan di dalam suatu tempat tertutup yang tidak dapat disentuh oleh lalat. Jadi dapat
disimpulkan bahwa ulat tidak secara spontan berkembang dari daging. Percobaan lain
yang dilakukan oleh Lazzaro Spalanzani memberi bukti yang menguatkan bahwa
mikroba tidak muncul dengan sendirinya, pada percobaan menggunakan kaldu ternyata
pemanasan dapat menyebabkan animalculus tidak tumbuh. Percobaan ini juga dapat
menunjukkan bahwa perkembangan mikrobia di dalam suatu bahan, dalam arti terbatas
menyebabkan terjadinya perubahan kimiawi pada bahan tersebut.
8
Percobaan yang dilakukan oleh Louis Pasteur juga banyak membuktikan bahwa
teori abiogenesis tidak mungkin, tetapi tetap tidak dapat menjawab asal usul
animalculus. Penemuan Louis Pasteur yang penting adalah (1) Udara mengandung
mikrobia yang pembagiannya tidak merata, (2) Cara pembebasan cairan dan bahanbahan
dari mikrobia, yang sekarang dikenal sebagai pasteurisasi dan sterilisasi.
Pasteurisasi adalah cara untuk mematikan beberapa jenis mikroba tertentu dengan
menggunakan uap air panas, suhunya kurang lebih 62oC. Sterilisasi adalah cara untuk
mematikan mikroba dengan pemanasan dan tekanan tinggi, cara ini merupakan
penemuan bersama ahli yang lain.
C. PENEMUAN BAKTERI BERSPORA
John Tyndall (1820-1893), dalam suatu percobaannya juga mendukung
pendapat Pasteur. Cairan bahan organik yang sudah dipanaskan dalam air garam yang
mendidih selama 5 menit dan diletakkan di dalam ruangan bebas debu, ternyata tidak
akan membusuk walaupun disimpan dalam waktu berbulan-bulan, tetapi apabila tanpa
pemanasan maka akan terjadi pembusukan. Dari percobaan Tyndall ditemukan adanya
fase termolabil (tidak tahan pemanasan, saat bakteri melakukan pertumbuhan) dan
termoresisten pada bakteri (sangat tahan terhadap panas). Dari penyelidikan ahli botani
Jerman yang bernama Ferdinand Cohn, dapat diketahui secara mikroskopis bahwa
pada fase termoresisten, bakteri dapat membentuk endospora.
Dengan penemuan tersebut, maka dicari cara untuk sterilisasi bahan yang
mengandung bakteri pembentuk spora, yaitu dengan pemanasan yang terputus dan
diulang beberapa kali atau dikenal sebagai Tyndallisasi. Pemanasan dilakukan pada
suhu 100oC selama 30 menit, kemudian dibiarkan pada suhu kamar selama 24 jam,
cara ini diulang sebanyak 3 kali. Saat dibiarkan pada suhu kamar, bakteri berspora yang
masih hidup akan berkecambah membentuk fase pertumbuhan / termolabil, sehingga
dapat dimatikan pada pemanasan berikutnya.
D. PERAN MIKROBA DALAM TRANSFORMASI BAHAN ORGANIK
Suatu bahan yang ditumbuhi oleh mikroba akan mengalami perubahan susunan
kimianya. Perubahan kimia yang terjadi ada yang dikenal sebagai fermentasi
9
(pengkhamiran) dan pembusukan (putrefaction). Fermentasi merupakan proses yang
menghasilkan alkohol atau asam organik, misalnya terjadi pada bahan yang
mengandung karbohidrat. Pembusukan merupakan proses peruraian yang
menghasilkan bau busuk, seperti pada peruraian bahan yang mengandung protein.
Pada tahun 1837, C. Latour, Th. Schwanndon, dan F. Kutzing secara terpisah
menemukan bahwa zat gula yang mengalami fermentasi alkohol selalu dijumpai adanya
khamir. Sehingga dapat disimpulkan bahwa perubahan gula menjadi alkohol dan CO2
merupakan fungsi fisiologis dari sel khamir tersebut. Teori biologis ini ditentang oleh Jj.
Berzelius, J. Liebig, dan F. Wahler. Mereka berpendapat bahwa fermentasi dan
pembusukan merupakan reaksi kimia biasa. Hal ini dapat dibuktikan pada tahun 1812
telah berhasil disintesa senyawa organik urea dari senyawa anorganik.
Pasteur banyak meneliti tentang proses fermentasi (1875-1876). Suatu saat
perusahaan pembuat anggur dari gula bit, menghasilkan anggur yang masam.
Berdasarkan pengamatannya secara mikroskopis, sebagian dari sel khamir diganti
kedudukannya oleh sel lain yang berbentuk bulat dan batang dengan ukuran sel lebih
kecil. Adanya sel-sel yang lebih kecil ini ternyata mengakibatkan sebagian besar proses
fermentasi alkohol tersebut didesak oleh proses fermentasi lain, yaitu fermentasi asam
laktat. Dari kenyataan ini, selanjutnya dibuktikan bahwa setiap proses fermentasi
tertentu disebabkan oleh aktivitas mikroba tertentu pula, yang spesifik untuk proses
fermentasi tersebut. Sebagai contoh fermentasi alkohol oleh khamir, fermentasi asam
laktat oleh bakteri Lactobacillus, dan fermentasi asam sitrat oleh jamur Aspergillus.
E. PENEMUAN KEHIDUPAN ANAEROB
Selama meneliti fermentasi asam butirat, Pasteur menemukan adanya proses
kehidupan yang tidak membutuhkan udara. Pasteur menunjukkan bahwa jika udara
dihembuskan ke dalam bejana fermentasi butirat, proses fermentasi menjadi terhambat,
bahkan dapat terhenti sama sekali. Dari hal ini kemudian dibuat 2 istilah, (1) kehidupan
anaerob, untuk mikroba yang tidak memerlukan Oksigen, dan (2) kehidupan aerob,
untuk mikroba yang memerlukan Oksigen.
Secara fisiologis adanya fermentasi dapat digunakan untuk mengetahui
beberapa hal. Oksigen umumnya diperlukan mikroba sebagai agensia untuk
mengoksidasi senyawa organik menjadi CO2. Reaksi oksidasi tersebut dikenal sebagai
10
“respirasi aerob”, yang menghasilkan tenaga untuk kehidupan jasad dan
pertumbuhannya. Mikroba lain dapat memperoleh tenaga dengan jalan memecahkan
senyawa organik secara fermentasi anaerob, tanpa memerlukan Oksigen. Beberapa
jenis mikroba bersifat obligat anaerob atau anaerob sempurna. Jenis lain bersifat
fakultatif anaerob, yaitu mempunyai dua mekanisme untuk mendapatkan energi. Apabila
ada Oksigen, energi diperoleh secara respirasi aerob, apabila tidak ada Oksigen energi
diperoleh secara fermentasi anaerob. Pasteur mendapatkan bahwa respirasi aerob
adalah proses yang efisien untuk menghasilkan energi.
F. PENEMUAN ENZIM
Menurut Pasteur, proses fermentasi merupakan proses vital untuk kehidupan.
Pendapat tersebut ditentang oleh Bernard (1875), bahwa khamir dapat memecah gula
menjadi alkohol dan CO2 karena mengandung katalisator biologis dalam selnya.
Katalisator biologis tersebut dapat diekstrak sebagai larutan yang tetap dapat
menunjukkan kemampuan fermentasi, sehingga fermentasi dapat dibuat sebagai proses
yang tidak vital lagi (tanpa sel).
Pada tahun 1897, Buchner dapat membuktikan gagasan Bernard, yaitu pada
saat menggerus sel khamir dengan pasir dan ditambahkan sejumlah besar gula, terlihat
dari campuran tersebut dibebaskan CO2 dan sedikit alkohol. Penemuan ini membuka
jalan ke perkembangan biokimia modern. Akhirnya dapat diketahui bahwa pembentukan
alkohol dari gula oleh khamir, merupakan hasil urutan beberapa reaksi kimia, yang
masing-masing dikatalisir oleh biokatalisator yang spesifik atau dikenal sebagai enzim.
G. MIKROBA PENYEBAB PENYAKIT
Pasteur menggunakan istilah khusus untuk mengatakan kerusakan pada
minuman anggur oleh mikrobia, yaitu disebut penyakit Bir. Ia juga mempunyai dugaan
kuat tentang adanya peran mikroba dalam menyebabkan timbulnya penyakit pada jasad
tingkat tinggi. Bukti-buktinya adalah dengan ditemukannya jamur penyebab penyakit
pada tanaman gandum (1813), tanaman kentang (1845), dan penyakit pada ulat sutera
serta kulit manusia.
Pada tahun 1850 diketahui bahwa dalam darah hewan yang sakit antraks,
terdapat bakteri berbentuk batang. Davaine (1863-1868) membuktikan bahwa bakteri
11
tersebut hanya terdapat pada hewan yang sakit, dan penularan buatan menggunakan
darah hewan yang sakit pada hewan yang sehat dapat menimbulkan penyakit yang
sama. Pembuktian bahwa antraks disebabkan oleh bakteri dilakukan oleh Robert Koch
(1876), sehingga ditemukan “postulat Koch” yang merupakan langkah-langkah untuk
membuktikan bahwa suatu mikroba adalah penyebab penyakit.
Postulat Koch dalam bentuk umum adalah sebagai berikut:
1. Suatu mikroba yang diduga sebagai penyebab penyakit harus ada pada setiap
tingkatan penyakit.
2. Mikroba tersebut dapat diisolasi dari jasad sakit dan ditumbuhkan dalam bentuk
biakan murni.
3. Apabila biakan murni tersebut disuntikkan pada hewan yang sehat dan peka, dapat
menimbulkan penyakit yang sama.
4. Mikrobia dapat diisolasi kembali dari jasad yang telah dijadikan sakit tersebut.
H. PENEMUAN VIRUS
Iwanowsky menemukan bahwa filtrat bebas bakteri -(cairan yang telah disaring
dengan saringan bakteri)- dari ekstrak tanaman tembakau yang terkena penyakit
mozaik, ternyata masih tetap dapat menimbulkan infeksi pada tanaman tembakau yang
sehat. Dari kenyataan ini kemudian diketahui adanya jasad hidup yang mempunyai
ukuran jauh lebih kecil dari bakteri (submikroskopik) karena dapat melalui saringan
bakteri, yaitu dikenal sebagai virus.
Untuk membuktikan penyakit yang disebabkan oleh virus, dapat digunakan
postulat River (1937), yaitu:
1. Virus harus berada di dalam sel inang.
2. Filtrat bahan yang terinfeksi tidak mengandung bakteri atau mikroba lain yang dapat
ditumbuhkan di dalam media buatan.
3. Filtrat dapat menimbulkan penyakit pada jasad yang peka.
4. Filtrat yang sama yang berasal dari hospes peka tersebut harus dapat menimbulkan
kembali penyakit yang sama.
12
I. MIKROBIOLOGI TANAH
Beberapa penelitian menunjukkan bahwa mikrobia berperan atas perubahan
kimiawi yang terjadi di dalam tanah. Peranan mikrobia dalam beberapa siklus unsur
hara yang penting, seperti siklus Karbon, Nitrogen, Sulfur, ditunjukkan oleh Winogradsky
dan Beijerinck.
Winogradsky menemukan bakteri yang mempunyai fisiologis khusus, yang
disebut bakteri autotrof. Bakteri ini dapat tumbuh pada lingkungan yang seluruhnya
anorganik. Energi diperoleh dari hasil oksidasi senyawa anorganik tereduksi, dan
menggunakan CO2 sebagai sumber Karbon. Bakteri autotrof dapat dicirikan dari
kemampuannya menggunakan sumber anorganik tertentu. Sebagai contoh, bakteri
Belerang dapat mengoksidasi senyawa Belerang anorganik. Penemuan lain bersama
Beijerinck adalah adanya bakteri penambat Nitrogen nonsimbiotik dan simbiotik, yang
dapat memanfaatkan Nitrogen dalam bentuk gas N2.
J. GENERATIO SPONTANEA (ABIOGENESIS) MENURUT PANDANGAN BARU
Bukti-bukti baru mendukung bahwa kehidupan terjadi dari berbagai unsur kimia,
dengan rangkaian reaksi yang mirip dengan reaksi yang terjadi di alam. Menurut
pendapat Oparin (1938) dan Haldane (1932), bumi pada jaman prebiotik mempunyai
atmosfer yang bersifat anaerob. Atmosfer bumi saat itu mengandung sejumlah besar
Nitrogen, Hidrogen, CO2, uap air, sejumlah ammonia, CO, dan H2S.
Di atmosfer Oksigen hampir tidak ada, dan lapisan ozon sangat tipis, sehingga
sinar ultra violet banyak mengenai bumi. Radiasi uv, suhu tinggi dan loncatan bunga api
listrik, menyebabkan sejumlah bahan anorganik yang ada berubah menjadi bahan
organik, serta terjadinya evolusi pada bahan-bahan organik menjadi lebih kompleks,
atau mulai terbentuk makromolekul. Diduga makromolekul akan saling bergabung
membentuk semacam membran, yang kemudian mengelilingi suatu cairan, dan akhirnya
terbentuk suatu organisme seluler. Selanjutnya untuk mengevolusikan jasad bersel
tunggal menjadi bersel majemuk memerlukan waktu kurang lebih 2,5 milyar tahun.
Untuk mengevolusikan jasad bersel majemuk menjadi reptil sampai binatang menyusui
memerlukan waktu milyaran tahun lagi.
Teori asal mula kehidupan diatas didukung oleh penemuan S. Miller (1957) dan
H. Urey (1954). Bejana Miller diisi dengan gas CH4, NH3, H2O, dan H2. Gas-gas tersebut
13
dibiarkan bersirkulasi terus-menerus melalui loncatan bunga api listrik, kondensor, dan
air mendidih. Seminggu kemudian ternyata menunjukkan terbentuknya senyawa organik
seperti asam amino glisin dan alanin, serta asam organik seperti asam suksinat. Dengan
merubah bahan dasar dan energi yang diberikan dalam aparat Miller, maka dapat
disintesa senyawa-senyawa lain seperti polipeptida, purin, dan ATP. Makromolekul
inilah yang diduga sebagai awal terbentuknya kehidupan.
K. PENGGUNAAN MIKROBA
1. Penggunaan mikroba untuk proses-proses klasik, seperti khamir untuk membuat
anggur dan roti, bakteri asam laktat untuk yogurt dan kefir, bakteri asam asetat untuk
vinegar, jamur Aspergillus sp. untuk kecap, dan jamur Rhizopus sp. untuk tempe.
2. Penggunaan mikroba untuk produksi antibiotik, antara lain penisilin oleh jamur
Penicillium sp., streptomisin oleh actinomysetes Streptomyces sp.
3. Penggunaan mikroba untuk proses-proses baru, misalnya karotenoid dan steroid oleh
jamur, asam glutamat oleh mutan Corynebacterium glutamicum, pembuatan enzim
amilase, proteinase, pektinase, dan lain-lain.
4. Penggunaan mikroba dalam teknik genetika modern, seperti untuk pemindahan gen
dari manusia, binatang, atau tumbuhan ke dalam sel mikrobia, penghasilan hormon,
antigen, antibodi, dan senyawa lain misalnya insulin, interferon, dan lain-lain.
5. Penggunaan mikroba di bidang pertanian, misalnya untuk pupuk hayati (biofertilizer),
biopestisida, pengomposan, dan sebagainya.
6. Penggunaan mikroba di bidang pertambangan, seperti untuk proses leaching di
tambang emas, desulfurisasi batubara, maupun untuk proses penambangan minyak
bumi.
7. Penggunaan mikroba di bidang lingkungan, misalnya untuk mengatasi pencemaran
limbah organik maupun anorganik termasuk logam berat dan senyawa xenobiotik
14
III. SEL DAN STRUKTURNYA
A. PENDAHULUAN
Unit fisik terkecil dari organisme hidup adalah sel. Komposisi material sel pada
semua organisme adalah sama yaitu: DNA, RNA, protein, lemak dan fosfolipid, yang
merupakan komponen dasar semua jenis sel. Namun demikian pengamatan lebih teliti
menunjukkan adanya perbedaan sangat mendasar antara sel bakteri dan sianobakteria
di satu pihak dengan sel hewan dan tumbuhan di lain pihak.
Ada dua tipe sel yaitu: sel prokariotik dan sel eukariotik. Sel prokariotik merupakan
tipe sel pada bakteri dan sianobakteria / alga biru (disebut jasad prokariot). Sel
eukariotik merupakan tipe sel pada jasad yang tingkatnya lebih tinggi dari bakteri
(disebut jasad eukariot) yaitu khamir, jamur (fungi), alga selain alga biru, protozoa dan
tanaman serta hewan.
Perbedaan kedua tipe jasad itu adalah sebagai berikut:
Struktur Prokariot Eukariot
Macam mikroba Bakteri dan
Sianobakteria (Algae hijau-biru)
Algae umumnya,
Fungi, Protozoa,
Plantae, animalia
Ukuran sel <1-2 x 1-4   (mikron) > 5   (mikron)
Struktur genetik:
- Membran inti
- Jumlah kromosom
- Mitosis
- DNA inti
- DNA organel
- % G+C DNA
Tidak ada
1 (siklis)
tidak ada
tidak terikat histon
tidak ada
28-73
ada
> 1
ada
terikat histon
ada
+ 40
Struktur dalam sitoplasma:
- Mitokondria
- Kloroplas
- Ribosom plasma
- Ribosom organel
- Retikulum
endoplasmik
- Aparat golgi
- Fagositosis
- Pinositosis
Tidak ada
Tidak ada
70 S*)
tidak ada
tidak ada
tidak ada
tidak ada
tidak ada
Ada
Ada / tidak ada
80 S*)
ada (70 S*))
ada
ada
ada / tidak ada
ada / tidak ada
Keterangan: *) S : konstante pengendapan Svedberg = 1 x 10-13 detik/dyne/gram
15
B. SEL PROKARIOTIK
Tipe sel prokariotik mempunyai ukuran yang lebih kecil dibandingkan dengan sel
eukariotik. Beberapa sel bakteri Pseudomonas hanya berukuran 0,4-0,7μ diameternya
dan panjangnya 2-3μ . Sel ini tidak mempunyai organela seperti mitokondria, khloroplas
dan aparat golgi.
Inti sel prokariotik tidak mempunyai membran. Bahan genetis terdapat di dalam
sitoplasma, berupa untaian ganda (double helix) DNA berbentuk lingkaran yang tertutup.
“Kromosom” bakteri pada umumnya hanya satu, tetapi juga mempunyai satu atau lebih
molekul DNA yang melingkar (sirkuler) yang disebut plasmid. Sel prokariotik tidak
mengandung organel yang dikelilingi oleh membran. Ribosom yang dimiliki sel prokariot
lebih kecil yaitu berukuran 70S.
Ukuran genom sel prokariot berbeda dengan sel eukariot. Jumlah DNA penyusun
pada sel prokariot berkisar antara 0,8-8.106 pasangan basa (pb) DNA. DNA pada sel
eukariot mempunyai pasangan basa lebih tinggi, sebagai contoh: Neurospora 19.106;
Aspergillus niger 40.106; Jagung 7.109; dan manusia 29.109. Sel prokariotik tidak
seluruhnya membutuhkan oksigen, misalnya pada bakteri anaerob.
C. SEL EUKARIOTIK
Sel eukariotik mempunyai inti sejati yang diselimuti membran inti. Inti sel
mengandung bahan genetis berupa genome/ DNA. Seluruh bahan genetis tersebut
tersusun dalam suatu kromosom. Di dalam kromosom terdapat DNA yang berasosiasi
dengan suatu protein yang disebut histon. Kromosom dapat mengalami pembelahan
melalui proses yang dikenal sebagai mitosis.
Sel eukariotik juga mengandung organel-organel seperti mitokondria dan
khloroplas yang mengandung sedikit DNA. Bentuk DNA dalam ke dua organel tersebut
adalah sirkuler tertutup (seperti DNA prokariot). Ribosom pada sel eukariotik lebih besar
dibandingkan prokariotik, berukuran 80S. Di dalam sel ini juga dijumpai organel lain
yang bermembran, yaitu aparatus golgi. Pada tanaman organela ini mirip dengan
diktiosom. Kedua organel tersebut berperan dalam proses sekresi.
D. STRUKTUR SEL
16
1. Inti Sel
Inti sel eukariotik pada interfase dikelilingi oleh suatu membran. Membran terdiri
atas 2 lapisan lemak (lipid bilayers). DNA pada inti tersebar dalam suatu struktur yang
disebut kromosom. Pembelahan inti dari satu menjadi dua anak inti dikenal sebagai
mitosis. Pada tanaman dan hewan tingkat tinggi dikenal adanya reproduksi secara
seksual. Pada saat pembuahan, ke dua inti dari sel jantan dan sel betina (gamet)
melebur membentuk sigot. Masing-masing jenis gamet menyumbang sejumlah (n)
kromosom. Dengan demikian sigot mengandung dua set kromosom (2n). Apabila gamet
bersifat haploid, maka sigot bersifat diploid. Semua sel somatik bersifat diploid
(mengandung 2 set kromosom). Pada saat generasi seksual berikutnya, kromosom
normal (2n) mengalami segregasi menjadi haploid. Proses pengurangan separo
kromosom dari 2n menjadi n kromosom disebut meiosis.
2. Membran Sel Prokariotik
Permukaan luar lipid bilayers membran sel bersifat hidrofil, sedangkan permukaan
dalamnya bersifat hidrofob. Stabilitas membran sel disebabkan oleh kekuatan hidrofobik
antara residu asam lemak dan kekuatan elektrostatis antara ujung-ujung hidrofilik. Pada
bilayer terdapat protein yang letaknya tenggelam (di dalam) bilayer atau terdapat pada
permukaannya.
Pada beberapa bakteri, membran mengelilingi sitoplasma tanpa menunjukkan
adanya lipatan. Membran pada bakteri lain mengalami pelipatan ke dalam yang disebut
mesosom. Pada bakteri fotosintetik, khlorofil tidak terdapat dalam suatu khloroplas,
melainkan terdapat dalam membran yang sangat berlipat-lipat di dalam sel, yang
disebut membran tilakoid. Sistem fotosintetik pada bakteri disamping menggunakan
khlorofil, juga karotenoid. Keduanya mengandung sistem transport elektron yang
menghasilkan ATP pada proses fotosintesis.
3. Dinding Sel
Dinding sel bakteri bersifat agak elastis. Dinding sel tidak bersifat permeabel
terhadap garam dan senyawa tertentu dengan berat molekul rendah. Secara normal
konsentrasi garam dan gula yang menentukan tekanan osmotik di dalam sel lebih tinggi
daripada di luar sel. Apabila tekanan osmose di luar sel naik, air sel akan mengalir ke
17
luar, protoplasma mengalami pengkerutan, dan membran akan terlepas dari dinding sel.
Proses ini disebut dengan plasmolisis.
Rangka dasar dinding sel bakteri: Rangka dasar dinding sel bakteri adalah
murein peptidoglikan. Murein tersusun dari N-asetil glukosamin dan N-asetil asam
muramat, yang terikat melalui ikatan 1,4- -glikosida. Pada N-asetil asam muramat
terdapat rantai pendek asam amino: alanin, glutamat, diaminopimelat, atau lisin dan
alanin, yang terikat melalui ikatan peptida. Peranan ikatan peptida ini sangat penting
dalam menghubungkan antara rantai satu dengan rantai yang lain. Komponen dan
struktur dinding sel prokariot ini sangat unik, dan tidak dijumpai pada sel eukariotik.
Dinding sel bakteri gram positif: Dinding sel bakteri gram positif terdiri 40 lapis
rangka dasar murein, meliputi 30-70 % berat kering dinding sel bakteri. Senyawa lain
penyusun dinding sel gram positif adalah polisakarida yang terikat secara kovalen, dan
asam teikoat yang sangat spesifik.
Dinding sel bakteri gram negatif: Dinding sel bakteri gram negatif hanya terdiri
atas satu lapis rangka dasar murein, dan hanya meliputi + 10% dari berat kering dinding
sel. Murein hanya mengandung diaminopemelat, dan tidak mengandung lisin. Di luar
rangka murein tersebut terdapat sejumlah besar lipoprotein, lipopolisakarida, dan lipida
jenis lain. Senyawa-senyawa ini merupakan 80 % penyusun dinding sel. Asam teikoat
tidak terdapat dalam dinding sel ini.
Peranan lisosim dan penisilin: Lisosim adalah ensim antibakteri yang terdapat
dalam putih telur dan air mata, dan dapat dihasilkan oleh beberapa bakteri. Lisosim
akan merusak ikatan antar N-asetilglukosamin dan N-asetil asam muramat dalam
murein, sehingga lisosim dapat merombak murein. dalam dinding sel. Dinding sel yang
rusak akan menghasilkan sel tanpa dinding sel yang disebut spheroplas. Spheroplas
sangat rentan terhadap tekanan osmotik.
Penisilin akan bekerja aktif terhadap dinding sel gram positif yang sedang
membelah. Senyawa ini mengakibatkan sel tumbuh tidak beraturan. Dalam hal ini
penisilin menghambat pembentukan dinding sel.
4. Flagel dan Pili
Flagel merupakan salah satu alat gerak bakteri. Letak flagel dapar polar, bipolar,
peritrik, maupun politrik. Flagel mengakibatkan bakteri dapat bergerak berputar.
Penyusun flagel adalah sub unit protein yang disebut flagelin, yang mempunyai berat
18
molekul rendah. Ukuran flagel berdiameter 12-18 nm dan panjangnya lebih dari 20 nm.
Pada beberapa bakteri, permukaan selnya dikelilingi oleh puluhan sampai ratusan pili,
dengan panjang 12 nm. Pili disebut juga sebagai fimbrae. Sex-pili berperan pada
konjugasi sel. Pada bakteri Escherichia coli strain K-12 hanya dijumpai 2 buah pili.
5. Kapsul dan Lendir
Beberapa bakteri mengakumulasi senyawa-senyawa yang kaya akan air, sehingga
membentuk suatu lapisan di permukaan luar selnya yang disebut sebagai kapsul atau
selubung berlendir. Fungsinya untuk kehidupan bakteri tidak begitu esensial, namun
menyebabkan timbulnya sifat virulen terhadap inangnya. Dalam pembentukan agregasi
tanah, senyawa yang terkandung dalam kapsul atau lendir inilah yang sangat berperan.
Keberadaan kapsul mudah diketahui dengan metode pengecatan negatif menggunakan
tinta cina atau nigrosin. Kapsul akan tampak transparan diantara latar belakang yang
gelap. Pada umumnya penyusun utama kapsul adalah polisakarida yang terdiri atas
glukosa, gula amino, rhamnosa, serta asam organik seperti asam piruvat dan asam
asetat. Ada pula yang mengandung peptida, seperti kapsul pada bakteri Bacillus sp.
Lendir merupakan kapsul yang lebih encer. Adakalanya kapsul bakteri dapat dipisahkan
dengan metode penggojokan kemudian diekstrak untuk menghasilkan lendir.
PERBEDAAN SEL TANAMAN, HEWAN, DAN BAKTERI
SEL TANAMAN SEL HEWAN SEL BAKTERI
Dinding sel dan
Membran sel
Dinding sel
Dinding sel tanaman
sangat kuat dan kasar.
Banyak mengandung
Tidak mempunyai dinding
sel
Dinding sel terdiri atas rantai
polisakarida dan rantai
peptida pendek.
19
selulosa yang terikat pada
polisakarida dan protein.
Fungsinya melindungi
membran dari kerusakan
mekanis atau tekanan
osmosa, dan
menyebabkan bentuk sel
tetap
Permukaannya dilapisi
lipopolisakarida. Tidak
semua bakteri mempunyai
pili. Pili dapat berfungsi
sebagai jalan pemindahan
DNA pada saat konjugasi.
Dinding sel melindungi sel
bakteri dari lingkungan
hipotonis. Dinding sel
mempunyai pori yang dapat
dilewati molekul kecil.
Membran sel
Membran sel tanaman
tebalnya +9nm dan
mengandung lipida dan
protein dalam jumlah yang
sama. Lipida tersusun
dalam 2 lapisan. Jenis
lipida lebih bervariasi
daripada lipida penyusun
membran sel bakteri.
Membran sel tanaman
bersifat selektif permeabel,
mengandung protein/ensim
yang berperan pada
pemindahan nutrien dan
ion anorganik
Membran sel hewan mirip
dengan membran sel
tanaman, tetapi komposisi
lipidanya beda. Membran
bersifat fleksibel dan
lengket. Permukaan sel
yang lengket penting dalam
pembentukan jaringan.
Membran sangat selektif
permeabel. Mengandung
protein ensim yang
berperan dalam
pengangkutan ion K+ dan
Na+, glukosa, asam amino,
dll
Membran sel bakteri
mengandung +45% lipida
dan 55% protein. Lipida
menyelu-bungi secara
kontinyu dan non-polar.
Pada beberapa tempat,
membran mengalami
pelipatan ke dalam sel yang
disebut dengan mesosome.
Membran bersifat selektif
permeabel. Air, beberapa
nutrien dan ion logam dapat
bebas melewatinya.
Beberapa ensim yang
berperan menghasilkan ATP
terdapat dalam membran sel
bakteri.
Inti
Inti sel, anak inti sel serta
membran inti sel tanaman
mempunyai struktur,
komposisi dan fungsi
seperti pada sel hewan.
Diameter inti sel hewan +4-
6μ. Dilapisi oleh
selaput/membran berpori
sebagai tempat keluarmasuknya
bahan ke dalam
inti. DNA di dalam inti
berasosiasi dengan protein
histon dan terorganisir
Bakteri tidak mempunyai
bentuk inti seperti pada sel
tanaman dan hewan. Bahan
genetik hanya berupa satu
untaian ganda DNA yang
tersusun secara heliks.
Panjang DNA mencapai 1,2
mm, tetapi terlipat menjadi
20
menjadi kromosom. Di
dalam inti terdapat anak inti/
nukleolus yang kaya RNA,
berbentuk bulat, gelap,
tetapi tidak dilingkupi oleh
membran. Anak inti
merupakan tempat
terbentuknya RNA. Setiap
inti ada 1-4 anak inti.
Selama mitosis DNA
kromosom mengalami
replikasi, kemudian
memisah menjadi
kromosom anak.
diameter 2nm. Selama
pembelahan sel masingmasing
untaian DNA
bereplikasi menghasilkan
dua molekul untaian DNA
kembali. DNA akan
ditranskripsi menjadi bentuk
messenger (m) RNA. Bakteri
juga mempunyai plasmid,
yaitu untaian ganda DNA di
luar kromosom berbentuk
sirkuler. Plasmid dapat
bereplikasi secara mandiri
tidak tergantung pada
replikasi kromosom sel.
Mitokondria
Mitokondria berbentuk
lonjong, dijumpai pada
semua sel tanaman.
Strukturnya mirip dengan
mitokondria sel hewan.
Mitokondria mengandung
DNA yang tipenya khusus.
Di dalam mitokondria,
banyak mengandung
ensim yang berperan
dalam oksidasi nutrien dan
perubahan energi menjadi
ATP.
Jumlah mitokondria dalam
sel dapat mencapai 800.
Jumlahnya semakin banyak
pada sel yang aktif.
Membran dalam
mitokondria berlipat-lipat.
Matriks di dalamnya banyak
mengandung ensim yang
berperan dalam oksidasi
karbohidrat, lipida, asam
amino menjadi CO2 dan
H2O. Hasil oksidasi adalah
ATP untuk sumber energi.
Sel bakteri tidak mempunyai
mitokondria. Oksidasi
nutrien dilakukan oleh ensim
oksidase yang terdapat
dalam membran atau
mesosome.
Endoplasmik retikulum
(ER) dan ribosome
21
ER pada sel tanaman
mempunyai struktur yang
mirip dengan ER pada sel
hewan.
ER merupakan membran
inti yang melipat-lipat
menyerupai lorong.
Permukaannya kasar
karena ada ribosom yang
menempel. ER dari inti
menembus sitoplasma
menuju luar sel. Ribosome
merupakan tempat
terbentuknya protein.
Ribosom juga tersebar
bebas dalam sitoplasma.
Sel bakteri tidak mempunyai
ER. Ribosome tersebar
dalam sitoplasma. Ribosome
sebagai tempat sintesis
protein. Setiap sel bakteri E.
coli mengandung 15.000
ribosome. Setiap ribosome
terdiri atas 2 subunit: subunit
besar dan subunit kecil.
Setiap subunit terdiri atas
65% RNA dan 35% protein.
mRNA terikat pada lekukan
diantara 2 subunit RNA saat
terjadi sintesis asam amino.
Jenis asam amino yang
dibentuk sesuai dengan
susunan bahan genetik di
mRNA
Khloroplas
Sel tanaman mempunyai
plastida yang disebut
kloroplas, di dalamnya
terdapat khlorofil.
Khloroplas dikelilingi oleh
membran yang
mengandung DNA. Bentuk
khloroplas bermacammacam,
jumlahnya dapat
lebih dari satu per sel.
Fungsi khlorofil untuk
menerima energi matahari,
yang diubah menjadi ATP
untuk pembentukan gula
dari CO2 dan H2O dalam
proses fotosintesis
Sel hewan tidak mempunyai
khloroplas
Bakteri fotosintesik
mempunyai khlorofil yang
tidak berada dalam
khloroplast, tetapi ada dalam
membran yang sangat
melipat-lipat ke dalam sel,
yang disebut membran
fotosintetik (tilakoid). Pada
alga biru Anabaena azollae
tilakoid tersebar di seluruh
sel.
Vakuola
22
Vakuola merupakan ciri
khusus sel tanaman.
Ukuran vakuola bertambah
dengan bertambahnya
umur sel. Vakuola
mengandung gula, garam
dari asam organik, protein
terlarut, garam mineral,
pigmen, oksigen dan CO2,
yang merupakan bahan
sisa maupun cadangan
makanan. Bahan tersebut
selalu dihasilkan selama
sel melakukan aktivitas,
sehingga ukuran vakuola
semakin lama semakin
besar.
Bakteri akuatik mempunyai
vakuola yang berisi gas
(vakuola gas). Fungsinya
agar sel dapat mengapung
di lingkungan air, sehingga
dapat bergerak naik turun
(bouyanci). Vakuola tidak
untuk menyimpan cadangan
makanan. Cadangan
makanan disimpan di suatu
bulatan atau granula, berupa
polisakarida, lipida,
polifosfat, metafosfat, sulfur,
dan poli beta hidroksi asam
butirat (PHB). Cadangan
makanan dimanfaatkan saat
kondisi lingkungan miskin,
atau saat spora
berkecambah.
23
IV. BAKTERI DAN VIRUS
A. BAKTERI
Bakteri merupakan mikrobia prokariotik uniselular, termasuk klas Schizomycetes,
berkembang biak secara aseksual dengan pembelahan sel. Bakteri tidak berklorofil
kecuali beberapa yang bersifat fotosintetik.
Cara hidup bakteri ada yang dapat hidup bebas, parasitik, saprofitik, patogen
pada manusia, hewan dan tumbuhan. Habitatnya tersebar luas di alam, dalam tanah,
atmosfer (sampai + 10 km diatas bumi), di dalam lumpur, dan di laut.
Bakteri mempunyai bentuk dasar bulat, batang, dan lengkung. Bentuk bakteri
juga dapat dipengaruhi oleh umur dan syarat pertumbuhan tertentu. Bakteri dapat
mengalami involusi, yaitu perubahan bentuk yang disebabkan faktor makanan, suhu,
dan lingkungan yang kurang menguntungkan bagi bakteri. Selain itu dapat mengalami
pleomorfi, yaitu bentuk yang bermacam-macam dan teratur walaupun ditumbuhkan
pada syarat pertumbuhan yang sesuai. Umumnya bakteri berukuran 0,5-10 μ.
Berdasarkan klasifikasi artifisial yang dimuat dalam buku “Bergey’s manual of
determinative bacteriology” tahun 1974, bakteri diklasifikasikan berdasarkan deskripsi
sifat morfologi dan fisiologi. Dalam buku ini juga terdapat kunci determinasi untuk
mengklasifikasikan isolat bakteri yang baru ditemukan. Menurut Bergey’s manual,
bakteri dibagi menjadi 1 kelompok (grup), dengan Cyanobacteria pada grup 20.
Pembagian ini berdasarkan bentuk, sifat gram, kebutuhan oksigen, dan apabila tidak
dapat dibedakan menurut ketiganya maka dimasukkan ke dalam kelompok khusus.
KLASIFIKASI BAKTERI
I. Bakteri berbentuk kokus (bulat)
a. Bakteri kokus gram positif (grup 14)
Aerobik: Micrococcus, Staphylococcus, Streptococcus, Leuconostoc
Anaerobik: Methanosarcina, Thiosarcina, Sarcina, Ruminococcus
b. Bakteri kokus gram negatif
Aerobik: Neisseria, Moraxella, Acinetobacter, Paracoccus (grup 10)
Anaerobik: Veillonella, Acidaminococcus, Megasphaera (grup 11)
24
II. Bakteri berbentuk batang
a. Bakteri gram positif
1. Bakteri gram positif tidak membentuk spora (grup 16)
Aerobik: Lactobacillus, Listeria, Erysipelothrix, Caryophanon.
2. Bakteri Coryneform dan actinomycetes (grup 17)
Aerobik Coryneform: Corynebacterium, Arthrobacter, Brevibacterium,
Cellulomonas, Propionibacterium, Eubacterium,
Bifidobacterium.
Aerobik Actinomycetes: Mycobacterium, Nocardia, Actinomyces, Frankia,
Actinoplanes, Dermatophilus, Micromonospora,
Microbispora, Streptomyces, Streptosporangium.
Actinomycete dapat membentuk miselium yang sangat halus dan bercabangcabang.
Miselium vegetatif tumbuh di dalam medium, dan miselium udara ada di
permukaan medium. Bakteri ini dapat berkembang biak dengan spora, secara
fragmentasi dan segmentasi, dengan chlamydospora, serta dengan bertunas.
Bakteri ini umumnya mempunyai habitat pada lingkungan dengan pH yang tinggi.
Cara hidupnya ada yang bersifat saprofit, simbiosis dan beberapa sebagai
parasit. Frankia adalah actinomycetes yang mampu menambat nitrogen dan
dapat bersimbiosis dengan tanaman.
3. Bakteri pembentuk endospora (grup 15)
Aerobik: Bacillus, Sporolactobacillus, Sporosarcina, Thermoactinomyces
Anaerobik: Clostridium, Desulfotomaculum, Oscillospira
b. Bakteri gram negatif
1. Bakteri gram negatif aerobik (grup 7)
Aerobik: Pseudomonas, Xanthomonas, Zoogloea, Gluconobacter, Acetobacter,
Azotobacter, Azomonas, Beijerinckia, Derxia, Rhizobium, Agrobacterium,
Alcaligenes, Brucella, Legionella, Thermus. Bakteri Azotobacter, Beijerinckia,
Derxia, Rhizobium termasuk diazotroph yang dapat menambat nitrogen dari
udara. Azotobacter, Beijerinckia, dan Derxia cara hidupnya bebas tidak
bersimbiosis, Rhizobium hidupnya dapat bersimbiosis dengan akar tanaman
leguminosa dengan membentuk bintil akar.
25
2. Bakteri gram negatif aerobik khemolitotrofik (grup12)
Aerobik: Nitrobacter, Nitrospira, Nitrococcus, Nitrosomonas, Nitrosospira,
Nitrosococcus, Nitrosolobus. Bakteri bakteri tersebut umumnya berperan dalam
proses nitrifikasi di dalam tanah. Thiobacillus, Sulfolobus, Thiobacterium,
Thiovolum, yang merupakan bakteri yang berperan dalam proses oksidasi sulfur
di alam.
3. Bakteri berselubung (grup 3)
Aerobik: Sphaerotilus, Leptothrix, Cladothrix, Crenothrix. Bakteri Sphaerotilus
biasanya hidup di saluran-saluran air. Leptothrix,dan Cladothrix
merupakan bakteri yang mampu mengoksidasi besi atau penyebab
korosi.
4. Bakteri gram negatif fakultatif anaerobik (grup 8)
Fakultatif anaerobik: Escherichia coli, Klebsiella, Enterobacter, Salmonella,
Shigella, Proteus, Serratia, Erwinia, Yersinia, Vibrio,
Aeromonas, Photobacterium.
5. Bakteri gram negatif anaerobik (grup 9)
Sangat Anaerobik: Bacteroides, Fusobacterium, Leptotrichia
6. Bakteri Methanogens dan arkaebakteria (grup 13)
Sangat Anaerobik: Methanobacterium, Methanothermus, Methanosarcina,
Methanothrix, Methanococcus. Bakteri ini merupakan
pembentuk metan (CH4) dari hasil perombakan bahan
organik secara anaerobik.
Aerobik: Halobacterium, Halococcus, Thermoplasma. Bakteri ini ada yang tahan
hidup pada kadar garam tinggi dan dan ada yang tahan pada suhu
tinggi.
Anaerobik: Thermoproteus, Pyrodictium, Desulforococcus.
26
III. Bakteri berbentuk lengkung
a. Bakteri gram negatif spiril dan lengkung (grup 6)
Aerobik: Spirillum, Aquaspirillum, Azospirillum, Oceanospirillum, Campylobacter,
Bdellovibrio, Microcyclus, Pelosigma. Bakteri Azospirillum termasuk
bakteri penambat nitrogen yang dapat berasosiasi dengan tanaman
gramineae termasuk tanaman padi. Bakteri Bdellovibrio adalah bakteri
yang dapat hidup sebagai parasit pada sel bakteri lain (parasit bakteri).
b. Bakteri gram negatif lengkung anaerobik (grup 9)
Anaerobik: Desulfovibrio, Succinivibrio, Butyrivibrio, Selenomonas. Bakteri
Desulfovibrio merupakan salah satu bakteri yang mampu mereduksi
sulfat.
c. Spirochaeta (grup 5)
Aerobik dan anaerobik: Spirochaeta, Cristispira, Treponema, Borrelia, Leptospira.
Bakteri ini berbentuk benang tipis dan terulir. Dinding sel
tipis dan lentur. Bakteri ini dapat bergerak dengan cara
kontraksi sel menurut garis sumb selnya. Selnya
berukuran 0,1-3 μ x 4-8 μ .
IV. Bakteri yang termasuk kelompok khusus
a. Bakteri yang merayap (meluncur) (grup 2)
Bakteri ini dapat merayap walaupun tidak berflagela. Bakteri ini selalu bersifat
gram negatif. Dalam kelompok ini termasuk beberapa ganggang biru, beberapa bakteri
khemoorganotrof dan beberapa bakteri belerang (sulfur).
Kelompok bakteri yang menjadi anggota bakteri merayap (meluncur) adalah
sbb:
1. Bakteri yang mengandung sulfur intraselular, berbentuk benang. Contoh:
Beggiatoa, Thiothrix, Achromatium.
2. Bakteri bebas sulfur, membentuk trikoma (bulu). Contoh: Vitreoscilla, Leucothrix,
Saprospira.
3. Bakteri uniselular, bentuk batang pendek. Contoh: Cytophaga, Flexibacter,
Myxobacteria.
4. Bakteri fototrof yang bergerak merayap. Contoh: Chloroflexus
27
5. Cyanobacteria yang bergerak merayap. Contoh: Oscillatoria.
Myxobacteria. Bakteri yang termasuk myxobacteria mempunyai dinding sel
sangat tipis dan lentur. Bakteri ini bersifat gram negatif, dan dapat bergerak meluncur.
Bentuk sel umumnya memanjang (spoel) dengan ujung runcing. Dalam siklus hidupnya
dapat membentuk badan buah, yang merupakan kumpulan sel yang berdifrensiasi.
Ukuran badan buah kurang dari 1 mm. Contoh: Chondromyces, Myxococcus.
b. Bakteri bertangkai atau bertunas (grup 4)
Bakteri ini mempunyai struktur mirip tangkai atau tunas yang merupakan
tonjolan dari sel, atau hasil pengeluaran lendir. Contoh: Hypomicrobium, Caulobacter,
Prosthecomicrobium, Ancalomicrobium, Gallionella, Nevskia.
c. Bakteri parasit obligat: Rickettsiae dan Chlamydiae (grup 18)
Merupakan bakteri yang berukuran paling kecil, tetapi lebih besar dari virus,
yaitu 0,3x2μ. Bentuk sel pleomorfik, dapat berupa batang, kokus, atau filamen. Bakteri
ini cara hidupnya sebagai parasit sejati (parasit obligat) di dalam sel jasad lain dan
bersifat patogen. Hidupnya intraselular di dalam sitoplasma dan inti sel binatang dan
manusia. Oleh karena itu bakteri kelompok ini merupakan penyebab penyakit, yang
biasanya ditularkan oleh vektor serangga. Contoh: Rickettsia prowazekii, Chlamydia
trachomatis, Coxiella burnetii.
d. Mycoplasma (klas Mollicutes) (grup 19)
Mycoplasma disebut juga PPLO (Pleuropneumonia Like Organisms). Cirinya
yaitu tidak mempunyai dinding sel, atau merupakan bentuk L dari bakteri sejati
(Eubakteria) atau bentuk speroplas sel eubakteria, sehingga sifatnya mirip bakteri sejati.
Mycoplasma berukuran 0,001-7μ . Umumnya lebih besar dari Rickettsiae dan dapat
dicat dengan cat anilin. Ukuran koloni mencapai 10-600μNOSelnya berbentuk kokus,
filamen, roset, dan sangat pleomorfik. Selnya dapat memperbanyak diri dengan
pembelahan biner, fragmentasi, dan perkecambahan. Cara hidupnya sebagai saprofit
atau patogen. Contoh: Mycoplasma mycoides, M. homonia, M. orale, Acholeplasma,
Spiroplasma.
28
Bakteri bentuk L atau bakteri dalam bentuk protoplas, tidak berdinding sel. Hal
ini dapat terjadi karena mutasi atau dibuat. Contohnya (a) Mycobacterium tuberculosis
dalam medium dengan tegangan muka rendah dan ditambah lisosim serta EDTA, (b)
Strain mutan Staphylococcus aureus dalam medium dengan penisilin G.
e. Bakteri anaerobik anoksigenik fototrofik (grup 1)
Bakteri ini mempunyai ciri berpigmen fotosintetik. Ada yang berbentuk kokus,
batang, dan lengkung. Berdasarkan sifat fisiologinya dapat dibagi menjadi:
1. Familia Thiorhodaceae (bakteri sulfur ungu). Contoh: Thiospirillum sp.,
Chromatium sp.
2. Familia Athiorhodaceae/Rhodospirillaceae (bakteri sulfur non-ungu). Contoh:
Rhodospirillum, Rhodopseudomonas.
3. Familia Chlorobiaceae (bakteri sulfur hijau). Contoh: Chlorobium,
Chloropseudomonas, Chlorochromatium.
f. Bakteri aerobik oksigenik fototrofik: Cyanobacteria (grup 20)
Bakteri ini termasuk Myxophyceae atau Cyanophyceae. Sifatnya yang mirip
bakteri adalah dinding selnya terdiri mukokompleks, tidak berdinding inti, tidak ada
mitokondria dan kloroplas. Sifatnya yang berbeda adalah dapat berfotosintesa mirip
tumbuhan tingkat tinggi, dan menghasilkan O2.
Bakteri ini mempunyai klorofil a dan fikobilin (fikosianin dan fikoeritrin). Bentuk
selnya tunggal (uniselular), koloni, dan benang-benang (filamen). Selnya dapat bergerak
meluncur tetapi sangat lambat (250 μ per menit), meskipun tidak berflagela. Cara
hidupnya bebas, dan berasosiasi simbiosis. Umumnya dapat menambat nitrogen dari
udara, dan bersifat fotoautotrof obligat. Contoh: Gloeobacter, Gloeocapsa, Dermocarpa,
Spirulina, Nostoc, Anabaena, Oscillatoria, Calothrix, Cylindrospermum. Anabaena
azollae dapat bersimbiosis dengan tanaman paku air Azolla sp. dan Nostoc bersimbiosis
dengan jamur membentuk Lichenes.
B. VIRUS
Virus ukurannya sangat kecil dan dapat melalui saringan (filter) bakteri. Ukuran
29
virus umumnya 0,01-0,1 μ. Virus tidak dapat diendapkan dengan sentrifugasi biasa.
Untuk melihat virus diperlukan mikroskop elektron.
Sifat-sifat virus yang penting antara lain:
1. Virus hanya mempunyai 1 macam asam nuklein (RNA atau DNA)
2. Untuk reproduksinya hanya memerlukan asam nuklein saja.
3. Virus tidak dapat tumbuh atau membelah diri seperti mikrobia lainnya
Virus memiliki sifat-sifat khas dan tidak merupakan jasad yang dapat berdiri
sendiri. Virus memperbanyak diri dalam sel jasad inang (parasit obligat) dan
menyebabkan sel-sel itu mati. Sel inang adalah sel manusia, hewan, tumbuhan, atau
pada jasad renik yang lain. Sel jasad yang ditumpangi virus dan mati itu akan
mempengaruhi sel-sel sehat yang ada didekatnya, dan karenanya dapat mengganggu
seluruh kompleks sel (becak-becak daun, becak-becak nekrotik dan sebagainya.
1. VIRUS TUMBUHAN
Virus tumbuhan pada umumnya masuk ke dalam sel melalui luka, jadi tidak
dapat menerobos secara aktif. Sebagai tanda penyerangannya ialah adanya becakbecak
nekrotik di sekitar luka primer. Dalam alam virus tumbuhan disebarkan dengan
pertolongan hewan serangga vektor atau dengan cara lain, misalnya tanaman Cuscuta
dengan haustorianya juga memindahkan virus melalui sistem jaringan angkutannya
(buluh-buluh pengangkutan).
Banyak jenis virus yang memperbanyak diri terlebih dahulu di dalam tractus
digestivus hewan-hewan vektornya. Setelah masa inkubasi tertentu dapat
menyebabkan infeksi pada tumbuh-tumbuhan lagi. Virus semacam itu dikenal sebagai
virus yang persisten. Virus yang nonpersisten dapat segera ditularkan dengan gigitan
(sengatan) serangga (hewan).
Virus tumbuhan yang telah banyak dipelajari adalah TMV (Tobacco Mozaic
Virus = Virus Mozaik Tembakau). Bahan genetik virus ini ialah RNA.
2. BENTUK VIRUS
Suatu virion terdiri atas bahan genetik (RNA atau DNA) yang diselubungi oleh selubung
protein. Selubung protein ini disebut kapsid. Asan nuklein yang diselubungi kapsid
30
disebut nukleokapsid. Nukleokapsid dapat telanjang misalnya pada TMV (Tobacco
Mozaik Virus yang menyebabkan penyakit becak daun), Adenovirus dan virus kutil
(Warzervirus); atau diselubungi oleh suatu membran pembungkus misalnya pada virus
influenza, virus herpes. Kapsid terdiri atas bagian-bagian yang disebut kapsomer
(misalnya pada TMV dapat terdiri atas hanya satu rantaian polipeptida, juga dapat terdiri
atas protein monomer-protein monomer yang identik yang masing-masing terdiri atas
rantaian polipeptida). Pada dasarnya kapsid terdiri atas banyak satuan-satuan dasar
yang identik. Pada umumnya kapsid tersusun simetris. Pada TMV (suatu virus yang
berbentuk batang) kapsomernya tersusun dalam bentuk anak tangga uliran spiral.
Bentuk dasar virus adalah yang bulat, silindris, kubus, polihedral, seperti huruf T, dan
lain-lain.
Gambar . Skema komponen-komponen virion (partikel virus yang lengkap)
Gambar . Skema TMV
3. BAKTERIOPHAGE (VIRUS YANG MENYERANG BAKTERI)
Virus pada bakteri coli (T-phage) terdiri atas dua bagian, yaitu bagian kepala
yang berbentuk heksagonal dan bagian ekornya. Bentuk demikian itu hanya dapat
31
dilihat pada pengamatan dengan mikroskop elektron. Bagian kepala terdiri atas bagian
utama yang bagian pusatnya terdiri atas DNA; sedang bagian luarnya merupakan
selubung protein yang berfungsi sebagai pelindung. Bagian ekornya berupa tubus yang
mempunyai sumbat, selain itu dilengkapi pula dengan serabut ekor. Bakteri yang
terserang bakteriofag akan lisis.
Untuk mendapatkan gambaran tentang siklus hidup bakteriofag, perlu ditinjau
tingkatan-tingkatan yang terjadi pada waktu phage menyerang bakteri:
a. Pada permulaannya phage melekat dengan bagian ekornya pada bagian tertentu dari
sel (fase adsorpsi phage pada sel) .
b. DNA phage dimasukkan ke dalam sel melalui tubus ekornya, DNA phage merusak
DNA bakteri sehingga proses di dalam sel dikendalikan oleh DNA phage, kemudian
akan terbentuk protein (selubung) phage dan DNA phage yang baru (fase
perkembangan phage).
c. Fase yang terakhir ialah keluarnya partikel-partikel virus (bekteriophage) dari sel. Sel
bakteri mengalami lisis (bakteriolisis/ fase pembebasan phage).
Gambar . Skema bakteriofag.
32
Gambar . Siklus perkembangan bakteriofag.
Tabel . Kelompok virus yang penting.
Ukuran (milimikron) Kelompok Virus Virus atau gejalanya
Virus DNA
300 X 250 Virus cacar Variola
100 - 150 Herpes virus Herpes simplex,
Varicella/Zoster
20 - 60 Arbovirus Yellow fever, pappataci
130 v i r u s s e rangga
60 - 75 Reovirus Reovirus
70 - 85 Adenovirus Adenovirus
Virus RNA
80 - 200 M y x o v ir u s V a c c i n ia , M o liuscum
parainfluenza - influenza
campak
17 - 30 Picornavirus Polyomyolitis
radang mulut dan kuku
40 - 55 Papovavirus Papillom (kutil)
Polyoma (tumor)
25 - 45 Bacteriovirus Phage berbentuk kubik
40 - 80 virus serangga
25 X 200 Bacterivirus T-phage
18 X 300 Virus tumbuhan Mozaik tembakau
Ada beberapa virus yang ukurannya sangat kecil, dan hanya tersusun dari
beberapa asam nukleat saja. Virus yang sangat sederhana ini disebut viroid. Sekarang
telah ditemukan juga jasad hidup yang susunan kimianya hanya terdiri dari beberapa
molekul protein, jasad ini disebut prion.
33
V. FUNGI (JAMUR)
Di dalam dunia mikrobia, jamur termasuk divisio Mycota (fungi). Mycota berasal
dari kata mykes (bahasa Yunani), disebut juga fungi (bahasa Latin). Ada beberapa
istilah yang dikenal untuk menyebut jamur, (a) mushroom yaitu jamur yang dapat
menghasilkan badan buah besar, termasuk jamur yang dapat dimakan, (b) mold yaitu
jamur yang berbentuk seperti benang-benang, dan (c) khamir yaitu jamur bersel satu.
Jamur merupakan jasad eukariot, yang berbentuk benang atau sel tunggal,
multiseluler atau uniseluler. Sel-sel jamur tidak berklorofil, dinding sel tersusun dari
khitin, dan belum ada diferensiasi jaringan. Jamur bersifat khemoorganoheterotrof
karena memperoleh energi dari oksidasi senyawa organik. Jamur memerlukan oksigen
untuk hidupnya (bersifat aerobik).
Habitat (tempat hidup) jamur terdapat pada air dan tanah. Cara hidupnya bebas
atau bersimbiosis, tumbuh sebagai saprofit atau parasit pada tanaman, hewan dan
manusia.
A. Morfologi Jamur Benang
Jamur benang terdiri atas massa benang yang bercabang-cabang yang disebut
miselium. Miselium tersusun dari hifa (filamen) yang merupakan benang-benang
tunggal. Badan vegetatif jamur yang tersusun dari filamen-filamen disebut thallus.
Berdasarkan fungsinya dibedakan dua macam hifa, yaitu hifa fertil dan hifa vegetatif.
Hifa fertil adalah hifa yang dapat membentuk sel-sel reproduksi atau spora-spora.
Apabila hifa tersebut arah pertumbuhannya keluar dari media disebut hifa udara. Hifa
vegetatif adalah hifa yang berfungsi untuk menyerap makanan dari substrat.
Berdasarkan bentuknya dibedakan pula menjadi dua macam hifa, yaitu hifa tidak
bersepta dan hifa bersepta. Hifa yang tidak bersepta merupakan ciri jamur yang
termasuk Phycomycetes (Jamur tingkat rendah). Hifa ini merupakan sel yang
memanjang, bercabang-cabang, terdiri atas sitoplasma dengan banyak inti (soenositik).
Hifa yang bersepta merupakan ciri dari jamur tingkat tinggi, atau yang termasuk
Eumycetes.
34
B. Perkembangbiakan jamur
Jamur dapat berkembang biak secara vegetatif (aseksual) dan generatif
(seksual). Perkembang biakan aseksual dapat dilakukan dengan fragmentasi miselium
(thalus) dan pembentukan spora aseksual. Ada 4 cara perkembang biakan dengan
fragmentasi thalus yaitu, (a) dengan pembentukan tunas, misalnya pada khamir, (b)
dengan blastospora, yaitu tunas yang tumbuh menjadi spora, misalnya pada Candida
sp., (c) dengan arthrospora (oidium), yaitu terjadinya segmentasi pada ujung-ujung hifa,
kemudian sel-sel membulat dan akhirnya lepas menjadi spora, misalnya pada
Geotrichum sp., dan (d) dengan chlamydospora, yaitu pembulatan dan penebalan
dinding sel pada hifa vegetatif, misalnya pada Geotrichum sp.
Spora aseksual terbentuk melalui 2 cara. Pada jamur tingkat rendah, spora
aseksual terbentuk sebagai hasil pembelahan inti berulang-ulang. Misalnya spora yang
terbentuk di dalam sporangium. Spora ini disebut sporangiospora. Pada jamur tingkat
tinggi, terbentuk spora yang disebut konidia. Konidi terbentuk pada ujung konidiofor,
terbentuk dari ujung hifa atau dari konidi yang telah terbentuk sebelumnya.
Perkembang biakan secara seksual, dilakukan dengan pembentukan spora
seksual dan peleburan gamet (sel seksual). Ada dua tipe kelamin (mating type) dari sel
seksual, yaitu tipe kelamin + (jantan) dan tipe kelamin – (betina). Peleburan gamet
terjadi antara 2 tipe kelamin yang berbeda. Proses reproduksi secara seksual dibagi
menjadi 3 tingkatan, yaitu: (a) plasmogami yaitu meleburnya 2 plasma sel, (b) kariogami
yaitu meleburnya 2 inti haploid yang menghasilkan satu inti diploid, dan (c) meiosis yaitu
pembelahan reduksi yang menghasilkan inti haploid.
Bentuk dan cara reproduksi jamur sangat beraneka ragam, dan dapat
digunakan sebagai dasar untuk mengklasifikasikan jamur tersebut.
C. Klasifikasi jamur
Ada beberapa klasis jamur, yaitu Acrasiomycetes (Jamur lendir selular),
Myxomycetes (Jamur lendir sejati), Phycomycetes (Jamur tingkat rendah), dan
Eumycetes (Jamur tingkat tinggi). Eumycetes terdiri atas 3 klasis yaitu Ascomycetes,
Basidiomycetes, dan Deuteromycetes (Fungi imperfecti).
35
Sistem tata nama jamur menggunakan nama binomial, yang terdiri nama
genus dan nama spesifik / spesies. Nama famili dengan akhiran –aceae, nama order
dengan akhiran –ales, dan nama klasis dengan akhiran –mycetes.
1. ACRASIOMYCETES
Jamur ini merupakan kelompok jamur lendir selular, yang hidup bebas di dalam
tanah, biasanya diisolasi dari tanah humus. Bentuk vegetatifnya berupa sel berinti satu
yang amoeboid, seperti protozoa uniselular atau merupakan amoeba haploid, dan
disebut juga pseudoplasmodium.
Ciri-ciri sel jamur ini adalah dapat bergerak diatas media padat (pseudopodia),
makan dengan cara fagositosis, misalnya dengan memakan bakteri. Sifatnya yang mirip
fungi adalah adanya stadium badan buah, dan terbentuknya spora. Struktur spora
seperti bentuk kista dari amoeba.
Perkembang biakan jamur ini dimulai dari berkecambahnya spora, kemudian sel
memperbanyak diri membentuk pseudoplasmodium, selanjutnya sel-sel beragregasi dan
akan membentuk badan buah, akhirnya terbentuk sporokarp yang menghasilkan spora
kembali. Contoh jamur ini adalah Dictyostelium mucoroides dan D. discoideum.
2. MYXOMYCETES
Jamur ini merupakan jamur lendir sejati. Jamur ini dapat ditemukan pada kayu
terombak, guguran daun, kulit kayu, dan kayu. Bentuk vegetatifnya disebut plasmodium.
Plasmodium merupakan masa sitoplasma berinti banyak dan tidak dibatasi oleh dinding
sel yang kuat. Sel-selnya mempunyai gerakan amoeboid diatas substrat. Cara makan
dengan fagositosis. Apabila plasmodium merayap ke tempat yang kering, akan
terbentuk badan buah. Badan buah menghasilkan spora berinti satu yang diselubungi
dinding sel. Spora berasal dari inti-inti plasmodium. Struktur pada semua stadium sama,
yaitu seperti sel soenositik dengan adanya aliran sitoplasma.
Perkembang biakan jamur ini dimulai dari sel vegetatif haploid hasil
perkecambahan spora. Sel tersebut setelah menggandakan diri akan mengadakan
plasmogami dan kariogami yang menghasilkan sel diploid. Sel diploid yang berkembang
menjadi plasmodium yang selnya multinukleat tetapi uniselular, selanjutnya membentuk
badan buah yang berbentuk sporangium. Sporangium tersebut menghasilkan spora
36
haploid. Contoh jamur ini adalah Lycogala epidendron, Cribraria rufa , dan Fuligo
septica.
3. PHYCOMYCETES
Jamur ini termasuk jamur benang yang mempunyai hifa tidak bersepta, sel
vegetatif multinukleat, atau disebut thalus soenositik. Secara vegetatif dapat
memperbanyak diri dengan potongan-potongan hifa, dan menghasilkan spora aseksual
dalam sporangium (sporangiospora). Perkembang biakan secara generatif dengan
membentuk spora seksual. Berdasarkan cara terbentuknya spora dibagi menjadi 2
macam, (a) Oospora, hasil peleburan antara gamet-gamet yang tidak sama besarnya,
dan (b) Zygospora, hasil peleburan gamet-gamet yang sama besarnya. Berdasarkan
tipe sporanya maka jamur ini juga dapat dikelompokkan dalam Oomycetes dan
Zygomycetes.
Fig. 24.6, p. 396
peleburan inti meiosis
zygospora (2n)
spora (n)
Zygospora Kantung Spore
miselium
berkembang
dari
perkecambahan
spora
rhizoids
stolon
REPRODUKSI
ASEXUAL
(mitosis)
kontak antara dua hifa
dari 2 strain
perkecambahan
zygospora
Tahap Diploid
Tahap Haploid
zygospora muda
gametangia
50 Em
spores
(n)
Contoh jamur yang termasuk klas Oomycetes adalah Saprolegnia sp. (jamur
air). dan jamur patogen seperti Phytophthora infestans (penyebab penyakit potato
blight), Plasmopora viticola (penyebab penyakit embun tepung pada tanaman). Jamur
yang termasuk Zygomycetes ada 3 order, yaitu Mucorales, Entomophthorales, dan
37
Zoopagales. Jamur yang penting dari kelompok Mucorales adalah Mucor sp. dan
Rhizopus sp. Rhizopus nigricans adalah jamur roti, R. oryzae, R. olygosporus, dan R.
stolonifer adalah jamur yang biasa digunakan pada fermentasi tempe.
4. ASCOMYCETES
Ciri jamur ini mempunyai hifa bersepta, dan dapat membentuk konidiofor.
Secara vegetatif dapat berkembang biak dengan potongan hifa, dan pada beberapa
jenis dapat menghasilkan konidia secara aseksual. Fase konidi jamur ini disebut juga
fase imperfect. Fungi yang hanya dalam bentuk fase imperfect disebut fungi imperfecti
(Deuteromycetes). Secara generatif dapat membentuk badan buah yang disebut
askokarp, yang di dalamnya terdapat askus (kantong) yang menghasilkan askospora.
Askospora merupakan hasil kariogami dan meiosis.
Pembentukan askospora ada 4 cara, yaitu:
1. Konyugasi langsung seperti pada khamir.
2. Pembelahan sel miselium.
3. Peleburan sel-sel kelamin kemudian oogonium menjadi askus.
4. Dari hife askogen timbul organ-organ tertentu yang mengandung inti rangkap.
Berdasarkan bentuknya dapat dibedakan 3 macam askus, yaitu:
(a) Cleistothecium, bentuknya bulat, kasar dan tidak mempunyai lubang khusus
untuk jalan keluarnya spora.
(b) Perithecium, bentuk bulat seperti labu, mempunyai osteol untuk jalan keluarnya
spora.
(c) Apothecium, bentuk seperti cawan atau mangkuk, bagian permukaan terdiri atas
himenium yang mengandung askus-askus dalam lapisan palisade, dari lapisan
tersebut dapat dilepaskan askospora.
Contoh jamur ini yang penting adalah genus Aspergillus dan Penicillium. Jamur
ini umumnya dapat menghasilkan pigmen hitam, coklat, merah, dan hijau. Pigmen
tersebut dapat digunakan untuk mengidentifikasi jenis-jenis jamur tersebut. Jamur ini
umumnya dapat merombak bahan organik seperti kayu, buah, kulit, dan sisa-sisa
tanaman. Spesies seperti P. roqueforti dan P. camemberti dapat digunakan untuk
flavour (aroma). Penicillium notatum dan Penicillium chrysogenum untuk produksi
38
antibiotik penisilin. Jamur Aspergillus niger untuk fermentasi asam sitrat, Aspergillus
oryzae dan Aspergillus wentii untuk fermentasi kecap.
5. BASIODIOMYCETES
Ciri khusus jamur ini yaitu mempunyai basidium yang berbentuk seperti gada,
tidak bersekat, dan mengandung 4 basidiospora di ujungnya. Pada jamur tertentu
mempunyai hymenium atau lapisan-lapisan dalam badan buah. Hymenium terdapat
pada mushroom, maka disebut juga Hymenomycetes.
peleburan inti
Setelah peleburan inti, struktur
club (sekarang 2n) akan
menghasilkan spora haploid pd 4
ujung sel.
meiosis
peleburan
sitoplasma
Tahap Diploid
TahapHaploid
Struktur Club
memiliki dua
inti (n + n) dari
tiap-tiap
lembaran.
lembaran
Setelah fusi sitoplasma,
miselium “dikaryotic” (n + n)
miselium memunculkan badan
pendukung spora (misal.,
jamur).
tudung
tangkai
spora (n)
Spora dibebaskan.
tiap spora berkecambah
dan muncul hifa yg
tumbuh membentuk
miselium bercabang.
hifa
hifa dlmn
miselium
Hymenium terdiri dari basidia, hifa steril, parafisa, dan cysts. Basidia berasal
dari hifa dikariotik, sel ujungnya membesar, inti ikut membesar, 2 inti melebur
menghasilkan 1 inti diploid, kemudian membelah reduksi menjadi 4 inti haploid yang
menjadi inti basidiospora. Tipe kelamin basidiospora terdiri atas 2 negatif dan 2 positif.
Akumulasi basidiospora dapat dilihat dari warnanya, yaitu seperti tepung halus berwarna
coklat, hitam, ungu, kuning, dan sebagainya.
Contoh jamur ini adalah Pleurotus sp (Jamur Tiram), Cyantus sp., dan khamir
Sporobolomyces sp.
39
6. DEUTEROMYCETES (FUNGI IMPERFECTI)
Semua jamur yang tidak mempunyai bentuk (fase) seksual dimasukkan ke
dalam kelas Deuteromycetes. Jamur ini merupakan bentuk konidial dari klas
Ascomycetes, dengan askus tidak bertutup atau hilang karena evolusi. Jamur ini juga
tidak lengkap secara seksual, atau disebut paraseksual. Proses plasmogami, kariogami
dan meiosis ada tetapi tidak terjadi pada lokasi tertentu dari badan vegetatif, atau tidak
terjadi pada fase perkembangan tertentu. Miseliumnya bersifat homokariotik. Contoh
jamur ini adalah beberapa spesies Aspergillus, Penicillium, dan Monilia.
Aspergillus sp.
40
D. IDENTIFIKASI JAMUR BENANG
Untuk mengidentifikasi jamur benang lebih diutamakan pengujian sifat-sifat
morfologinya, tetapi perlu juga pengujian sifat-sifat fisiologi. Hal-hal yang perlu
diperhatikan pada pengamatan morfologi jamur benang adalah:
1. Tipe hifa, bersepta atau tidak, jernih atau keruh, dan berwarna atau tidak.
2. Tipe spora, seksual (oospora, zygospora, askospora, atau basidiospora),
aseksual (sporangiospora, konidia, atau oidia)
3. Tipe badan buah, bentuk, ukuran, warna, letak spora atau konidi. Bentuk
sporangiofor / konidiofor, kolumela / vesikula.
4. Bentukan khusus, misalnya adanya stolon, rhizoid, sel kaki, apofisa,
klamidospora, sklerosia, dan lain-lain.
E. KHAMIR
Khamir atau disebut yeast, merupakan jamur bersel satu yang mikroskopik,
tidak berflagela. Beberapa genera membentuk filamen (pseudomiselium). Cara
hidupnya sebagai saprofit dan parasit. Hidup di dalam tanah atau debu di udara, tanah,
daun-daun, nektar bunga, permukaan buah-buahan, di tubuh serangga, dan cairan yang
mengandung gula seperti sirup, madu dan lain-lain.
Khamir berbentuk bulat (speroid), elips, batang atau silindris, seperti buah
jeruk, sosis, dan lain-lain. Bentuknya yang tetap dapat digunakan untuk identifikasi.
Khamir dapat dimasukkan ke dalam klas Ascomycetes, Basidiomycetes dan
Deuteromycetes.
Sel khamir
41
1. Perkembang biakan sel khamir
Perkembang biakan sel khamir dapat terjadi secara vegetatif maupun secara
generatif (seksual). Secara vegetatif (aseksual), (a) dengan cara bertunas (Candida sp.,
dan khamir pada umumnya), (b) pembelahan sel (Schizosaccharomyces sp.), dan (c)
membentuk spora aseksual (klas Ascomycetes). Secara generatif dengan
carakonyugasi (reproduksi seksual). Konyugasi khamir ada 3 macam, yaitu (a)
konyugasi isogami ( Schizosaccharomyces octosporus), (b) konyugasi heterogami
(Zygosaccharomyces priorianus), dan konyugasi askospora pada Zygosaccharomyces
sp. dan Schizosaccharomyces sp. (sel vegetatif haploid), serta pada Saccharomyces
sp., dan Saccharomycodes sp. (sel vegetatif diploid).
2. Identifikasi khamir
Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam mengidentifikasi khamir adalah:
1. Ada tidaknya askospora, kalau ada bagaimana pembentukannya (konyugasi
isogami, heterogami, atau konyugasi askospora), bentuk, warna, ukuran, dan
jumlah spora.
2. Bentuk, warna, dan ukuran sel vegetatifnya.
3. Cara reproduksi aseksual (bertunas, membelah, dsb)
4. Ada tidaknya filamen atau pseudomiselium.
5. Pertumbuhan dalam medium dan warna koloninya.
6. Sifat-sifat fisiologi, misalnya sumber karbon (C) dan nitrogen (N), kebutuhan
vitamin, bersifat oksidatif atau fermentatif, atau keduanya, lipolitik, uji
pembentukan asam, penggunaan pati, dan lain-lain.
42
VI. ALGAE DAN PROTOZOA
A. ALGAE
Di dunia mikrobia, algae termasuk eukariotik, umumnya bersifat fotosintetik
dengan pigmen fotosintetik hijau (klorofil), coklat (fikosantin), biru kehijauan (fikobilin),
dan merah (fikoeritrin). Morfologi algae ada yang berbentuk uniseluler, ada pula yang
multiseluler tetapi belum ada pembagian tugas pada sel-sel komponennya. Algae
dibedakan dari tumbuhan hanya karena hal tersebut.
1. Habitat algae
Habitat algae dapat berada di permukaan atau dalam perairan (aquatik) maupun
daratan (terestrial) yang terkena sinar matahari, tetapi kebanyakan di perairan.
Algae terestrial dapat hidup di permukaan tanah, batang kayu, dan lain-lain.
Algae darat dapat bersimbiose dengan jamur dan membentuk lumut kerak (Lichenes).
Pada lichenes algae bertindak sebagai fikobion, sedangkan jamur sebagai mikobion.
Algae yang dapat membentuk Lichenes adalah anggota dari Chlorophyta, Xanthophyta,
dan algae hijau biru (Cyanobacteria) yang termasuk bakteri. Fikobion memanfaatkan
sinar matahari untuk fotosintesa, sehingga dihasilkan bahan organik yang dapat
dimanfaatkan oleh mikobion. Mikobion memberikan perlindungan dan berfungsi untuk
menyerap mineral bagi fikobion. Pada beberapa kasus mikobion dapat menghasilkan
faktor tumbuh yang dapat dimanfaatkan oleh fikobion. Lichenes sangat lambat
pertumbuhannya, tetapi dapat hidup pada tempat ekstrem yang tidak bisa digunakan
untuk tempat tumbuh jasad hidup lain. Sebagai contoh Lichenes dapat tumbuh pada
batuan dengan keadaan yang sangat kering, panas dan miskin unsur hara atau bahan
organik. Lichenes menghasilkan asam-asam organik yang dapat melarutkan mineral
batuan.
Algae laut mempunyai peranan yang sangat penting di dalam siklus unsur-unsur
di bumi, mengingat jumlah massanya yang sangat banyak yang kemungkinan lebih
besar dari jumlah tumbuhan di daratan. Beberapa algae laut bersel satu bersimbiosa
dengan hewan invertebrata tertentu yang hidup di laut, misalnya spon, koral, cacing laut.
Kandungan beberapa pigmen fotosintetik pada algae memberikan warna yang spesifik.
43
Beberapa divisi algae dinamakan berdasarkan warna tersebut, misalnya algae hijau,
algae merah dan algae coklat.
2. Morfologi algae
Algae uniseluler (mikroskopik) dapat betul-betul berupa sel tunggal, atau tumbuh
dalam bentuk rantaian atau filamen. Ada beberapa jenis algae yang sel-selnya
membentuk koloni, misalnya pada Volvox, koloni terbentuk dari 500-60.000 sel. Kolonikoloni
inilah yang dapat dilihat dengan mata biasa.
Algae multiseluler (makroskopik) mempunyai ukuran besar, sehingga dapat
dilihat dengan mata biasa. Pada algae makroskopik biasanya mempunyai berbagai
macam struktur khusus. Beberapa jenis algae mempunyai struktur yang disebut hold
fast, yang mirip dengan sistem perakaran pada tanaman, yang berfungsi untuk
menempelnya algae pada batuan atau substrat tertentu, tetapi tidak dapat digunakan
untuk menyerap air atau nutrien. Algae tidak memerlukan sistem transport nutrien dan
air, karena nutrien dan air dapat dipenuhi dari seluruh sel algae. Struktur khusus yang
lain adalah bladder atau pengapung, yang berguna untuk menempatkan algae pada
posisi tepat untuk mendapatkan cahaya maksimum. Tangkai atau batang pada algae
disebut stipe, yang berguna untuk mendukung blade, yaitu bagian utama algae yang
berfungsi mengabsorbsi nutrien dan cahaya.
3. Perkembangbiakan algae
Perkembangbiakan secara aseksual terjadi melalui proses yang disebut mitosis.
Kebanyakan algae bersel tunggal berkembang biak dengan membelah diri, seperti pada
bakteri (prokariot). Perbedaannya, pada pembelahan sel prokariot terjadi replikasi DNA,
dan masing-masing sel hasil pembelahan mempunyai setengah DNA awal dan
setengah DNA hasil replikasi. Sedangkan pada algae eukariot, terjadi penggandaan
kromosom dengan proses yang lebih kompleks yang disebut mitosis. Masing-masing sel
hasil pembelahan mempunyai kromosom turunannya.
Algae lain, khususnya yang berbentuk multiseluler, berkembang biak dengan
berbagai cara. Beberapa jenis algae dapat mengadakan fragmentasi, yaitu pemotongan
bagian filamen yang kemudian dapat tumbuh menjadi individu baru. Algae yang lain
berkembang biak dengan menghasilkan spora. Spora algae mempunyai struktur yang
44
berbeda dengan endospora pada bakteri. Spora ada yang dapat bergerak aktif, yang
disebut zoospora, dan ada yang tidak dapat bergerak aktif (nonmotil) disebut autospora.
Perkembangbiakan secara aseksual pada algae seperti pada jasad eukariotik
lain, yaitu dengan terbentuknya dua jenis sel khusus yang disebut gamet yang bersifat
haploid. Dua sel gamet tersebut melebur dan menghasilkan zygot yang bersifat diploid.
Zygot mempunyai dua turunan masing-masing kromosom (2n). Gamet hanya
mempunyai satu turunan kromosom (1n). Proses reduksi jumlah kromosom ini disebut
meiosis.
Meiosis terjadi dalam masa-masa yang berbeda pada berbagai siklus hidup
algae. Beberapa jenis algae selama siklus hidupnya terutama berada pada fase diploid,
tetapi algae lain mempunyai fase zygot sampai meiosis yang sangat singkat, sehingga
dalam siklus hidupnya terutama berada pada fase haploid. Pada algae yang berukuran
besar (makroskopik) ada yang mempunyai 2 macam struktur reproduktif yang berbeda,
yaitu gametofit (haploid) dan sporofit (diploid). Sebagai contoh adalah pada Ulva yang
termasuk algae hijau.
4. Fisiologi algae
Pada umumnya algae bersifat fotosintetik, menggunakan H2O sebagai donor
elektron, pada keadaan tertentu beberapa algae dapat menggunakan H2 untuk proses
fotosintesa tanpa menghasilkan O2. Sifat fotosintetik pada algae dapat bersifat mutlak
(obligat fototrof), jadi algae ini tumbuh di tempat-tempat yang terkena cahaya matahari.
Beberapa algae bersifat khemoorganotrof, sehingga dapat mengkatabolisme gula-gula
sederhana atau asam organik pada keadaan gelap. Senyawa organik yang banyak
digunakan algae adalah asetat, yang dapat digunakan sebagai sumber C dan sumber
energi. Algae tertentu dapat mengasimilasi senyawa organik sederhana dengan
menggunakan sumber energi cahaya (fotoheterotrof). Pada algae tertentu dapat tidak
terjadi proses fotosintesa sama sekali, dalam hal ini pemenuhan kebutuhan nutrisi
didapatkan secara heterotrof.
Pada umumnya algae yang dapat melakukan fotosintesa normal, dapat tumbuh
baik dengan cepat dalam keadaan gelap, dengan menghabiskan berbagai senyawa
organik hasil fotosintesa. Pada keadaan gelap, proses fotosintesa berubah menjadi
proses respirasi. Pada algae heterotrof, pemenuhan kebutuhan energi berasal dari
45
bahan organik yang ada di sekitarnya. Algae yang tidak berdinding sel dapat memakan
bakteri secara fagotrofik.
Algae leukofitik adalah algae yang kehilangan kloroplas. Hilangnya kloroplas
tersebut bersifat tetap, atau tidak dapat kembali seperti semula. Hal ini banyak terjadi
pada algae bersel tunggal seperti diatomae, flagelata, dan algae hijau nonmotil. Algae
leukofitik dapat dibuat, misalnya Euglena yang diperlakukan dengan streptomisin atau
sinar ultra violet.
5. Pengelompokan algae
Berdasarkan tipe pigmen fotosintetik yang dihasilkan, bahan cadangan makanan
di dalam sel, dan sifat morfologi sel, maka algae dikelompokkan menjadi 7 divisio
utama, yaitu Chlorophyta, Euglenophyta, Chrysophyta, Pyrrophyta, Rhodophyta,
Phaeophyta, dan Cryptophyta.
a. Divisio Chlorophyta
Ciri-ciri algae ini adalah berwarna hijau, mempunyai pigmen fotosintetik yang
terdiri dari klorofil a dan b seperi pada tumbuhan, karoten, dan beberapa xantofil.
Cadangan makanan berupa pati, dinding sel terdiri dari selulosa, xylan, manan,
beberapa tidak berdinding sel, dan mempunyai flagela 1sampai 8 buah.
Algae hijau ini banyak terdapat di ekosistem perairan, dan diduga merupakan
asal dari tumbuhan. Organisasi selnya dapat berbentuk uniseluler, multiseluler yang
berbentuk koloni, dan multiseluler yang berbentuk filamen. Contoh algae hijau uniseluler
yaitu order Volvocales, genera Chlamydomonas dan Volvox, yang bersifat motil karena
berflagela, sedangkan algae yang berbentuk filamen adalah genera Ulothrix, Spirogyra
dan Ulva. Bentuk Spirogyra sangat khusus karena kloroplasnya yang berbentuk spiral.
Anggota algae ini yang sering ditanam sebagai rumput laut yaitu Scenedesmus, dan
yang sering digunakan sebagai makanan kesehatan adalah Chlorella.
Pada siklus hidup Chlamydomonas, algae ini mengadakan reproduksi secara
seksual dengan peleburan sel yang menghasilkan zygot. Setelah periode dorman akan
terjadi meiosis sehingga terbentuk 4 sel yang kemudian memperbanyak diri dengan
pembelahan mitosis. Pada perkembangbiakan secara aseksual, sel akan kehilangan
flagela dan kemudian terjadi pembelahan secara mitosis menjadi 4, 8 atau 16 sel.
Masing-masing sel keluar dari dinding sel dan kemudian tumbuh flagela.
46
Perkembangbiakan algae yang berbentuk filamen terutama secara aseksual,
yaitu dengan cara fragmentasi. Pada Spirogyra dapat berkembang secara seksual
dengan membentuk tabung konjugasi, setelah isi sel melebur akan terbentuk zygot dan
berkembang menjadi zygospora, dan pembelahan meiosis terjadi setelah zygospora
berkecambah.
b. Divisio Euglenophyta
Algae ini berbentuk euglenoid, mempunyai pigmen fotosintetik yang terdiri klorofil
a dan b sehingga tampak berwarna hijau dan mempunyai karoten serta xantofil.
Perbedaan dengan algae hijau adalah cadangan makanannya yang berupa paramilon,
yaitu polimer glukosa dengan ikatan B1,3. Semua anggota algae ini uniseluler,
mempunyai 1-3 flagela dengan letak apical atau subapical, dan mempunyai membran
plasma dengan struktur fleksibel yang disebut pelikel. Euglenophyta kebanyakan hidup
di perairan atau tanah. Perkembangbiakannya dengan membelah diri, dan tidak dapat
berkembangbiak secara seksual.
Algae Euglena gracilis mempunyai 2 flagela yang tidak sama panjang, dan bintik
mata yang berwarna merah karena berisi karotenoid. Bintik mata berfungsi sebagai
penerima cahaya untuk mengatur gerak aktif, sebagai respon sel terhadap arah dan
intensitas cahaya. Algae ini tidak berdinding sel sehingga lentur.
47
Euglena
c. Divisio Pyrrophyta
Anggota algae ini juga sering disebut dinoflagelata, mempunyai pigmen
fotosintetik berupa klorofil a dan c, karoten dan beberapa jenis mengandung xantofil.
Cadangan makanan terdiri atas pati atau minyak, dinding sel tersusun dari selulosa dan
ada yang sangat keras disebut teka, tetapi ada yang tidak berdinding sel. Algae ini
umumnya mempunyai alat gerak yang berupa 2 flagela.
Pyrrophyta umumnya berwarna merah atau coklat, karena adanya pigmen
xantofil dan selnya berbentuk uniseluler. Algae ini terutama hidup di laut, beberapa
anggotanya dapat mengeluarkan cahaya bioluminesen, maka sering disebut fire algae.
Contoh algae ini Gonyaulax polyedra, yang menghasilkan toksin berwarna merah atau
merah coklat yang dapat mematikan hewan-hewan laut.
Dinoflagelata
Dinoflagelata tertentu dapat tumbuh dengan memakan bakteri dan spesies algae
lain. Beberapa spesies algae ini tidak mempunyai klorofil, dan bersifat heterotrof.
Anggota algae ini ada yang bersifat miksotrofik, selain mampu mengadakan
metabolisme sebagai heterotrof juga bersifat sebagai fotoautotrof.
48
d. Divisio Chrysophyta
Algae ini mempunyai pigmen yang berbeda-beda sehingga ada yang disebut
algae kuning hijau (Xanthophyceae), dan algae keemasan (Chrysophyceae). Diaotomae
yang termasuk Bacillariophyceae juga termasuk anggota algae ini.
Pigmen fotosintetik terdiri atas klorofil a dan c, karoten, fukoxantin, dan beberapa
xantofil. Bahan cadangan makanan algae ini berupa krisolaminarin, yaitu polimer
glukosa dengan ikatan B. Dinding selnya tersusun dari selulosa, silika, dan kalsium
karbonat. Pada beberapa jenis algae ini mempunyai 1 atau 2 flagela.
Dinding sel diatomae yang keras disebut frustule. Ada 2 macam bentuk frustule,
yaitu centric dan pennate. Diatomae dengan bentuk pennate yang tidak berflagela, ada
yang dapat bergerak diatas substrat padat karena adanya raphe. Raphe adalah celah
memanjang dan sempit pada dinding sel sebagai tempat keluarnya sitoplasma. Gerakan
timbul karena adanya arus protoplasma tersebut.
Diatomae
Dinding sel diatomae merupakan dua bagian yang saling menutupi. Dinding sel
yang keras ini menjadi masalah saat mengadakan perkembangbiakan secara aseksual,
yaitu dengan cara membelah diri secara longitudinal. Sel baru hasil pembelahan terdiri
setengah bagian sel sebelum pembelahan yang ditutup dengan setengah bagian sel
yang baru terbentuk. Akibatnya setelah beberapa kali membelah, maka sel hasil
pembelahan semakin mengecil ukurannya, kurang lebih 30 % lebih kecil dibandingkan
dengan sel hasil perkembangbiakan secara seksual.
49
e. Divisio Phaeophyta
Phaeophyta disebut juga algae coklat, warna ini disebabkan xantofil yang
dihasilkan melebihi karoten dan klorofil. Algae ini mempunyai pigmen fotosintetik yang
terdiri atas klorofil a dan c, karoten, fukoxantin dan xantofil. Cadangan makanan di
dalam selnya berupa laminarin dan manitol, dengan dinding sel tersusun dari selulosa,
asam alginat, dan mukopolisakarida sulfat. Algae ini berflagela dua yang tidak sama,
dengan letak lateral.
Anggota kelompok ini terdiri lebih dari 200 genera dan 1500 spesies, terutama
hidup di permukaan laut yang dingin. Organisasi selnya multiseluler, dan dapat
membentuk morfologi yang sangat besar dan kompleks seperti tumbuhan. Terdapat
struktur seperti akar (hold fast), seperti daun (blade), seperti batang (stipe), dan
pengapung (bladder), tetapi tidak ada sistem transport nutrien dan cadangan makanan.
Di tengah stipe terdapat sel-sel memanjang seperti jaringan vaskuler pada tumbuhan.
Sel-sel tersebut berfungsi untuk membantu memindahkan karbohidrat hasil fotosintesa,
dari blade ke tempat sel-sel yang kurang aktif fotosintesanya seperti stipe dan hold fast.
Anggota algae ini yang banyak hidup di laut adalah genera Sargassum, Macrocystis,
Nereocystis, dan Laminaria. Algae coklat ini dapat tumbuh dengan sangat cepat,
misalnya Nereocystis dapat mencapai panjang 40 meter dalam satu musim.
Kebanyakan cara perkembangbiakan algae coklat sama dengan algae hijau Ulva.
Genera Fucus umumnya tumbuh di batu-batuan, dan dapat melapukkan batuan
tersebut.
50
Jenis tertentu algae ini dapat digunakan untuk biosorpsi, atau penyerapan logam
berat oleh biomassa. Hal ini disebabkan karena kandungan polisakarida pada dinding
selnya dapat bersifat sebagai resin penukar ion (ion exchange). Algae ini juga dapat
digunakan sebagai indikator adanya pencemaran logam berat seperti Cadmium, Cu,
dan Pb, misalnya algae Fucus vesiculosus. Beberapa jenis algae coklat seperti
Macrocystis, banyak mengandung bahan algin pada dinding selnya. Bahan algin ini
mempunyai nilai ekonomis untuk bahan pembuat stabiliser dan emulsifier pada cat,
tekstil, kertas, bahan makanan, dan bahan lain.
f. Divisio Rhodophyta
Sering disebut sebagai algae merah, karena pigmen fotosintetik didominasi oleh
fikoeritrin. Pigmen lain terdiri atas klorofil a, dan pada beberapa jenis mempunyai klorofil
d, fikosianin, karoten, dan beberapa xantofil. Bahan cadangan makanan di dalam selnya
berupa pati floridean, yaitu polisakarida yang mirip amilopektin. Algae ini mempunyai
dinding sel berupa selulosa, xylan, dan galaktan. Alat gerak yang berupa flagela tidak
ada.
Umumnya algae merah hidup di lautan, terutama di daerah tropis, beberapa
spesies hidup di daerah dingin. Adanya klorofil a, fikoeritrin dan fikosianin atau fikobilin
merah, menyebabkan algae ini dapat mengabsorpsi dengan baik sinar hijau, violet dan
biru yang dapat menembus air dalam. Jadi algae merahpun dapat tumbuh sampai
kedalaman lebih dari 175 meter di perairan. Algae merah kebanyakan tumbuh
menempel pada batuan dan substrat lain atau lagae lain, tetapi ada juga yang hidup
mengapung dengan bebas. Anggota dari algae ini yang sering ditanam sebagai rumput
laut adalah Navicula.
51
Dinding selnya terdiri dua lapis, lapisan bagian dalam kasar (rigid) dan
menyerupai mikrofibril, sedangkan bagian luar berbentuk lapisan mucilaginous. Pada
dinding selnya terdapat berbagai macam bahan selain selulosa, yaitu polisakarida sulfat,
agar dan karagenin. Pada algae pembentuk koral, dapat mengumpulkan CaCO3 di
dalam dinding selnya, oleh karenanya jenis algae ini berperan penting dalam proses
pembentukan karang.
g. Divisio Cryptophyta
Algae ini mempunyai pigmen fotosintetik klorofil a dan c, karoten, fikobilin dan
xantofil yang terdiri dari aloxantin, krokoxantin, dan monadoxantin. Cadangan makanan
terdiri pati, dinding selnya tidak mengandung selulosa, dan berflagela dua yang tidak
sama dengan letak subapikal. Algae ini hidup di laut, dan anggotanya sangat sedikit
apabila dibandingkan dengan algae lain. Cryptophyta berkembang biak secara
aseksual, yaitu dengan pembelahan sel secara longitudinal.
B. PROTOZOA
Seperti algae, protozoa merupakan kelompok lain yang termasuk protista
eukariotik. Walaupun kadang-kadang antara algae dan protozoa kurang jelas
perbedaannya. Beberapa organisme mempunyai sifat antara algae dan protozoa.
Sebagai contoh algae hijau Euglenophyta, selnya berflagela dan merupakan sel tunggal
yang berklorofil, tetapi dapat mengalami kehilangan klorofil dan kemampuan untuk
berfotosintesa. Semua spesies Euglenophyta yang mampu hidup pada nutrien komplek
tanpa adanya cahaya, beberapa ilmuwan memasukkannya ke dalam filum protozoa.
Misalnya strain mutan algae genus Chlamydomonas yang tidak berklorofil, dapat
dikelaskan sebagai protozoa genus Polytoma. Hal ini sebagai contoh bagaimana
sulitnya membedakan dengan tegas antara algae dan protozoa.
Protozoa dibedakan dari prokariot karena ukurannya yang lebih besar, dan
selnya eukariotik. Protozoa dibedakan dari algae karena tidak berklorofil, dibedakan dari
jamur karena dapat bergerak aktif dan tidak berdinding sel, serta dibedakan dari jamur
lendir karena tidak dapat membentuk badan buah.
1. Habitat Protozoa
Protozoa umumnya hidup bebas dan terdapat di lautan, lingkungan air tawar,
atau daratan. Beberapa spesies bersifat parasitik, hidup pada organisme inang. Inang
52
protozoa yang bersifat parasit dapat berupa organisme sederhana seperti algae, sampai
vertebrata yang kompleks, termasuk manusia. Beberapa spesies dapat tumbuh di dalam
tanah atau pada permukaan tumbuh-tumbuhan. Semua protozoa memerlukan
kelembaban yang tinggi pada habitat apapun.
Beberapa jenis protozoa laut merupakan bagian dari zooplankton. Protozoa laut
yang lain hidup di dasar laut. Spesies yang hidup di air tawar dapat berada di danau,
sungai, kolam, atau genangan air. Ada pula protozoa yang tidak bersifat parasit yang
hidup di dalam usus termit atau di dalam rumen hewan ruminansia.
2. Morfologi Protozoa
Protozoa tidak mempunyai dinding sel, dan tidak mengandung selulosa atau
khitin seperti pada jamur dan algae. Kebanyakan protozoa mempunyai bentuk spesifik,
yang ditandai dengan fleksibilitas ektoplasma yang ada dalam membran sel. Beberapa
jenis protozoa seperti Foraminifera mempunyai kerangka luar sangat keras yang
tersusun dari Si dan Ca. Beberapa protozoa seperti Difflugia, dapat mengikat partikel
mineral untuk membentuk kerangka luar yang keras. Radiolarian dan Heliozoan dapat
menghasilkan skeleton. Kerangka luar yang keras ini sering ditemukan dalam bentuk
fosil. Kerangka luar Foraminifera tersusun dari CaO2 sehingga koloninya dalam waktu
jutaan tahun dapat membentuk batuan kapur.
Semua protozoa mempunyai vakuola kontraktil. Vakuola dapat berperan sebagai
pompa untuk mengeluarkan kelebihan air dari sel, atau untuk mengatur tekanan
osmosa. Jumlah dan letak vakuola kontraktil berbeda pada setiap spesies.
Protozoa dapat berada dalam bentuk vegetatif (trophozoite), atau bentuk istirahat
yang disebut kista. Protozoa pada keadaan yang tidak menguntungkan dapat
membentuk kista untuk mempertahankan hidupnya. Saat kista berada pada keadaan
yang menguntungkan, maka akan berkecambah menjadi sel vegetatifnya. Protozoa
53
merupakan sel tunggal, yang dapat bergerak secara khas menggunakan pseudopodia
(kaki palsu), flagela atau silia, namun ada yang tidak dapat bergerak aktif. Berdasarkan
alat gerak yang dipunyai dan mekanisme gerakan inilah protozoa dikelompokkan ke
dalam 4 kelas. Protozoa yang bergerak secara amoeboid dikelompokkan ke dalam
Sarcodina, yang bergerak dengan flagela dimasukkan ke dalam Mastigophora, yang
bergerak dengan silia dikelompokkan ke dalam Ciliophora, dan yang tidak dapat
bergerak serat merupakan parasit hewan maupun manusia dikelompokkan ke dalam
Sporozoa.
Mulai tahun 1980, oleh Commitee on Systematics and Evolution of the Society of
Protozoologist, mengklasifikasikan protozoa menjadi 7 kelas baru, yaitu
Sarcomastigophora, Ciliophora, Acetospora, Apicomplexa, Microspora, Myxospora, dan
Labyrinthomorpha. Pada klasifikasi yang baru ini, Sarcodina dan Mastigophora digabung
menjadi satu kelompok Sarcomastigophora, dan Sporozoa karena anggotanya sangat
beragam, maka dipecah menjadi lima kelas.
Contoh protozoa yang termasuk Sarcomastigophora adalah genera Monosiga,
Bodo, Leishmania, Trypanosoma, Giardia, Opalina, Amoeba, Entamoeba, dan Difflugia.
Anggota kelompok Ciliophora antara lain genera Didinium, Tetrahymena, Paramaecium,
dan Stentor. Contoh protozoa kelompok Acetospora adalah genera Paramyxa.
Apicomplexa beranggotakan genera Eimeria, Toxoplasma, Babesia, Theileria. Genera
Metchnikovella termasuk kelompok Microspora. Genera Myxidium dan Kudoa adalah
contoh anggota kelompok Myxospora.
3. Fisiologi Protozoa
Protozoa umumnya bersifat aerobik nonfotosintetik, tetapi beberapa protozoa
dapat hidup pada lingkung ananaerobik (misal pada saluran pencernaan manusia atau
ruminansia). Protozoa aerobik mempunyai mitokondria yang mengandung enzim untuk
metabolisme aerobik, dan untuk menghasilkan ATP melalui proses transfer elektron dan
atom hidrogen ke oksigen.
Protozoa umumnya mendapatkan makanan dengan memangsa organisme lain
(bakteri) atau partikel organik, baik secara fagositosis maupun pinositosis. Protozoa
yang hidup di lingkungan air, maka oksideng dan air maupun molekul-molekul kecil
dapat berdifusi melalui membran sel. Senyawa makromolekul yang tidak dapat berdifusi
melalui membran, dapat masuk sel secara pinositosis. Tetesan cairan masuk melalui
54
saluran pada membran sel, saat saluran penuh kemudian masuk ke dalam membran
yang berikatan denga vakuola. Vakuola kecil terbentuk, kemudian dibawa ke bagian
dalam sel, selanjutnya molekul dalam vakuola dipindahkan ke sitoplasma.
Partikel makanan yang lebih besar dimakan secara fagositosis oleh sel yang
bersifat amoeboid dan anggota lain dari kelompok Sarcodina. Partikel dikelilingi oleh
bagian membran sel yang fleksibel untuk ditangkap kemudian dimasukkan ke dalam sel
oleh vakuola besar (vakuola makanan). Ukuran vakuola mengecil kemudian mengalami
pengasaman. Lisosom memberikan enzim ke dalam vakuola makanan tersebut untuk
mencernakan makanan, kemudian vakuola membesar kembali. Hasil pencernaan
makanan didispersikan ke dalam sitoplasma secara pinositosis, dan sisa yang tidak
tercerna dikeluarkan dari sel. Cara inilah yang digunakan protozoa untuk memangsa
bakteri.
Pada kelompok Ciliata, ada organ mirip mulut di permukaan sel yang disebut
sitosom. Sitosom dapat digunakan menangkap makanan dengan dibantu silia. Setelah
makanan masuk ke dalam vakuola makanan kemudian dicernakan, sisanya dikeluarkan
dari sel melalui sitopig yang terletak disamping sitosom.
4. Perkembangbiakan Protozoa
Protozoa dapat berkembang biak secara seksual dan aseksual. Secara aseksual
protozoa dapatmengadakan pembelahan diri menjadi 2 anak sel (biner), tetapi pada
Flagelata pembelahan terjadi secara longitudinal dan pada Ciliata secara transversal.
Beberapa jenis protozoa membelah diri menjadi banyak sel (schizogony). Pada
pembelahan schizogony, inti membelah beberapa kali kemudian diikuti pembelahan sel
menjadi banyak sel anakan. Perkembangbiakan secara seksual dapat melalui cara
konjugasi, autogami, dan sitogami.
Protozoa yang mempunyai habitat atau inang lebih dari satu dapat mempunyai
beberapa cara perkembangbiakan. Sebagai contoh spesies Plasmodium dapat
melakukan schizogony secara aseksual di dalam sel inang manusia, tetapi dalam sel
inang nyamuk dapat terjadi perkembangbiakan secara seksual. Protozoa umumnya
berada dalam bentuk diploid.
Protozoa umumnya mempunyai kemampuan untuk memperbaiki selnya yang
rusak atau terpotong. Beberapa Ciliata dapat memperbaiki selnya yang tinggal 10 % dari
volume sel asli asalkan inti selnya tetap ada.
55
VII. ENZIM MIKROBA
Enzim adalah katalisator organik (biokatalisator) yang dihasilkan oleh sel. Enzim
berfungsi seperti katalisator anorganik, yaitu untuk mempercepat reaksi kimia. Setelah
reaksi berlangsung, enzim tidak mengalami perubahan jumlah, sehingga jumlah enzim
sebelum dan setelah reaksi adalah tetap. Enzim mempunyai selektivitas dan spesifitas
yang tinggi terhadap reaktan yang direaksikan dan jenis reaksi yang dikatalisasi.
A. MEKANISME BEKERJANYA ENZIM
Enzim meningkatkan kecepatan reaksi dengan cara menurunkan energi aktivasi.
Energi aktivasi adalah energi yang diperlukan untuk mengaktifkan suatu reaktan
sehingga dapat bereaksi untuk membentuk senyawa lain. Energi potensial hasil reaksi
menjadi lebih rendah dari pada pereaksi, sehingga kesetimbangan reaksi menuju ke
hasil reaksi. Adanya enzim menyebabkan energi aktivasi menjadi lebih rendah, tetapi
enzim tidak mempengaruhi letak kesetimbangan reaksi.
Saat berlangsungnya reaksi enzimatik terjadi ikatan sementara antara enzim
dengan substratnya (reaktan). Ikatan sementara ini bersifat labil dan hanya untuk waktu
yang singkat saja. Selanjutnya ikatan enzim-substrat akan pecah menjadi enzim dan
hasil akhir. Enzim yang terlepas kembali setelah reaksi dapat berfungsi lagi sebagai
biokatalisator untuk reaksi yang sama.
E + S ES E + P
Keterangan: E : Enzim, S: Substrat (reaktan), ES: ikatan sementara, P: Hasil reaksi
Sistem enzim-substrat untuk tiap-tiap reaksi enzimatik bersifat khusus.
Kestabilan ikatan enzim-substrat ditentukan oleh konstanta Michaelis (Km).
B. STRUKTUR ENZIM
Pada umumnya enzim tersusun dari protein. Protein penyusun enzim dapat
berupa protein sederhana atau protein yang terikat pada gugusan non-protein. Banyak
enzim yang hanya terdiri protein saja, misal tripsin.
56
Dialisis enzim dapat memisahkan bagian-bagian protein, yaitu bagian protein
yang disebut apoenzim dan bagian nonprotein yang berupa koenzim, gugus prostetis
dan kofaktor ion logam. Masing-masing bagian tersebut apabila terpisah menjadi tidak
aktif. Apoenzim apabila bergabung dengan bagian nonprotein disebut holoenzim yang
bersifat aktif sebagai biokatalisator.
Koenzim dan gugus prostetik berfungsi sama. Koenzim adalah bagian yang
terikat secara lemah pada apoenzim (protein). Gugus prostetik adalah bagian yang
terikat dengan kuat pada apoenzim. Koenzim berfungsi menentukan jenis reaksi kimia
yang dikatalisis enzim. Ion logam merupakan komponen yang sangat penting,
diperlukan untuk memantapkan struktur protein dengan adanya interaksi antar muatan.
C. PENGGOLONGAN ENZIM
Enzim dapat digolongkan berdasarkan tempat bekerjanya, substrat yang
dikatalisis, daya katalisisnya, dan cara terbentuknya. Umumnya pemberian nama enzim
didasarkan atas nama substrat yang dikatalisis atau daya katalisisnya dengan
penambahan kata –ase. Misal proteinase adalah enzim yang dapat mengkatalisis
pemecahan protein.
1. Penggolongan enzim berdasarkan tempat bekerjanya
a. Endoenzim
Endoenzim disebut juga enzim intraseluler, yaitu enzim yang bekerjanya di
dalam sel. Umumnya merupakan enzim yang digunakan untuk proses sintesis di dalam
sel dan untuk pembentukan energi (ATP) yang berguna untuk proses kehidupan sel,
misal dalam proses respirasi.
b. Eksoenzim
Eksoenzim disebut juga enzim ekstraseluler, yaitu enzim yang bekerjanya di luar
sel. Umumnya berfungsi untuk “mencernakan” substrat secara hidrolisis, untuk dijadikan
molekul yang lebih sederhana dengan BM lebih rendah sehingga dapat masuk melewati
membran sel. Energi yang dibebaskan pada reaksi pemecahan substrat di luar sel tidak
digunakan dalam proses kehidupan sel.
57
2. Penggolongan enzim berdasarkan daya katalisis
a. Oksidoreduktase
Enzim ini mengkatalisis reaksi oksidasi-reduksi, yang merupakan pemindahan
elektron, hidrogen atau oksigen. Sebagai contoh adalah enzim elektron transfer
oksidase dan hidrogen peroksidase (katalase). Ada beberapa macam enzim elektron
transfer oksidase, yaitu enzim oksidase, oksigenase, hidroksilase dan dehidrogenase.
Enzim- enzim tersebut mengkatalisis reaksi-reaksi sebagai berikut:
- Oksidase mengkatalisis 2 macam reaksi: O2 + (4e- + 4 H+) 2 H2O
O2 + (2e- + 4 H+) H2O2
- Oksigenase (transferase oksigen): O2 + 2 substrat 2 substrat-O
- Hidroksilase : substrat + ½ O2 substrat-O
2 koenzim-H + ½ O2 2 koenzim + H2O
- Dehidrogenase: NaNO3 + (e-+ H+) NaNO2
Na2SO4 + (e-+ H+) H2S
Na2CO3 + (e-+ H+) CH4
- Hidrogen peroksidase: 2 H2O2 2 H2O + O2
b. Transferase
Transferase mengkatalisis pemindahan gugusan molekul dari suatu molekul ke
molekul yang lain. Sebagai contoh adalah beberapa enzim sebagai berikut:
- Transaminase adalah transferase yang memindahkan gugusan amina.
- Transfosforilase adalah transferase yang memindahkan gugusan fosfat.
- Transasilase adalah transferase yang memindahkan gugusan asil.
c. Hidrolase
Enzim ini mengkatalisis reaksi-reaksi hidrolisis, dengan contoh enzim adalah:
- Karboksilesterase adalah hidrolase yang menghidrolisis gugusan ester karboksil.
- Lipase adalah hidrolase yang menghidrolisis lemak (ester lipida).
- Peptidase adalah hidrolase yang menghidrolisis protein dan polipeptida.
d. Liase
Enzim ini berfungsi untuk mengkatalisis pengambilan atau penambahan gugusan
dari suatu molekul tanpa melalui proses hidrolisis, sebagai contoh adalah:
58
- L malat hidroliase (fumarase) yaitu enzim yang mengkatalisis reaksi pengambilan air
dari malat sehingga dihasilkan fumarat.
- Dekarboksiliase (dekarboksilase) yaitu enzim yang mengkatalisis reaksi pengambilan
gugus karboksil.
e. Isomerase
Isomerase meliputi enzim-enzim yang mengkatalisis reaksi isomerisasi, yaitu:
- Rasemase, merubah l-alanin D-alanin
- Epimerase, merubah D-ribulosa-5-fosfat D-xylulosa-5-fosfat
- Cis-trans isomerase, merubah transmetinal cisrentolal
- Intramolekul ketol isomerase, merubah D-gliseraldehid-3-fosfat dihidroksi aseton
fosfat
- Intramolekul transferase atau mutase, merubah metilmalonil-CoA suksinil-CoA
f. Ligase
Enzim ini mengkatalisis reaksi penggabungan 2 molekul dengan dibebaskannya
molekul pirofosfat dari nukleosida trifosfat, sebagai contoh adalah enzim asetat=CoA-SH
ligase yang mengkatalisis rekasi sebagai berikut:
Asetat + CoA-SH + ATP Asetil CoA + AMP + P-P
g. Enzim lain dengan tatanama berbeda
Ada beberapa enzim yang penamaannya tidak menurut cara di atas, misalnya
enzim pepsin, triosin, dan sebagainya serta enzim yang termasuk enzim permease.
Permease adalah enzim yang berperan dalam menentukan sifat selektif permiabel dari
membran sel.
3. Penggolongan enzim berdasar cara terbentuknya
a. Enzim konstitutif
Di dalam sel terdapat enzim yang merupakan bagian dari susunan sel normal,
sehingga enzim tersebut selalu ada umumnya dalam jumlah tetap pada sel hidup.
Walaupun demikian ada enzim yang jumlahnya dipengaruhi kadar substratnya, misalnya
59
enzim amilase. Sedangkan enzim-enzim yang berperan dalam proses respirasi
jumlahnya tidak dipengaruhi oleh kadar substratnya.
b. Enzim adaptif
Perubahan lingkungan mikroba dapat menginduksi terbentuknya enzim tertentu.
Induksi menyebabkan kecepatan sintesis suatu enzim dapat dirangsang sampai
beberapa ribu kali. Enzim adaptif adalah enzim yang pembentukannya dirangsang oleh
adanya substrat. Sebagai contoh adalah enzim beta galaktosidase yang dihasilkan oleh
bakteri E.coli yang ditumbuhkan di dalam medium yang mengandung laktosa. Mulamula
E. coli tidak dapat menggunakan laktosa sehingga awalnya tidak nampak adanya
pertumbuhan (fase lag/fase adaptasi panjang) setelah beberapa waktu baru
menampakkan pertumbuhan. Selama fase lag tersebut E. coli membentuk enzim beta
galaktosidase yang digunakan untuk merombak laktosa.
D. FAKTOR-FAKTOR YANG MEMPENGARUHI REAKSI ENZIMATIK
Protein adalah bagian utama enzim yang dihasilkan sel, maka semua hal yang
dapat mempengaruhi protein dan sel akan berpengaruh terhadap reaksi enzimatik.
1. Substrat (reaktan)
Kecepatan reaksi enzimatik umumnya dipengaruhi kadar substrat. Penambahan
kadar substrat sampai jumlah tertentu dengan jumlah enzim yang tetap, akan
mempercepat reaksi enzimatik sampai mencapai maksimum. Penambahan substrat
selanjutnya tidak akan menambah kecepatan reaksi.
Kecepatan reaksi enzimatik juga dipengaruhi kadar enzim, jumlah enzim yang
terikat substrat (ES) dan konstanta Michaelis (Km). Km menggambarkan mesetimbangan
disosiasi kompleks ES menjadi enzim dan substrat. Nilai Km kecil berarti enzim
mempunyai afinitas tinggi terhadap substrat maka kompleks ES sangat mantap,
sehingga kesetimbangan reaksi kearah kompleks ES. Apabila nilai Km besar berarti
enzim mempunyai afinitas rendah terhadap substrat, sehingga kesetimbangan reaksi
kearah E + S.
2. Suhu
Seperti reaksi kimia pada umumnya, maka reaksi enzimatik dipengaruhi oleh
suhu. Kenaikan suhu sampai optimum akan diikuti pula oleh kenaikan kecepatan reaksi
enzimatik. Kepekaan enzim terhadap suhu pada keadaan suhu melebihi optimum
60
disebabkan terjadinya perubahan fisikokimia protein penyusun enzim. Umumnya enzim
mengalami kerusakan (denaturasi) pada suhu diatas 50oC. Walaupun demikian ada
beberapa enzim yang tahan terhadap suhu tinggi, misalnya taka-diastase dan tripsin.
3. Kemasaman (pH)
pH dapat mempengaruhi aktivitas enzim. Daya katalisis enzim menjadi rendah
pada pH rendah maupun tinggi, karena terjadinya denaturasi protein enzim. Enzim
mempunyai gugus aktif yang bermuatan positif (+) dan negatif (-). Aktivitas enzim akan
optimum kalau terdapat keseimbangan antara kedua muatannya. Pada keadaan masam
muatannya cenderung positif, dan pada keadaan basis muatannya cenderung negatif
sehinggaaktivitas enzimnya menjadi berkurang atau bahkan menjadi tidak aktif. pH
optimum untuk masing-masing enzim tidak selalu sama. Sebagai contoh amilase jamur
mempunyai pH optimum 5,0, arginase mempunyai pH optimum 10.
4. Penghambat enzim (inhibitor)
Inhibitor enzim adalah zat atau senyawa yang dapat menghambat enzim dengan
beberapa cara penghambatan sebagai berikut:
a. Penghambat bersaing (kompetitif)
Penghambatan disebabkan oleh senyawa tertentu yang mempunyai struktur
mirip dengan substrat saat reaksi enzimatik akan terjadi. Misalnya asam malonat dapat
menghambat enzim dehidrogenase suksinat pada pembentukan asam fumarat dari
suksinat. Struktur asam suksinat mirip dengan asam malonat. Dalam reaksi ini asam
malonat bersaing dengan asam suksinat (substrat) untuk dapat bergabung dengan
bagian aktif protein enzim dehidrogenase. Penghambatan oleh inhibitor dapat dikurangi
dengan menambah jumlah substrat sampai berlebihan. Daya penghambatannya
dipengaruhi oleh kadar penghambat, kadar substrat dan aktivitas relatif antara
penghambat dan substrat.
b. Penghambat tidak bersaing (non-kompetitif)
Zat-zat kimia tertentu mempunyai afinitas yang tinggi terhadap ion logam
penyusun enzim. Senyawa-senyawa seperti sianida, sulfida, natrium azida, dan karbon
monooksida adalah senyawa penghambat untuk enzim yang mengandung Fe, yaitu
dengan terjadinya reaksi antara senyawa-senyawa tersebut dengan ion Fe yang
menyebabkan enzim menjadi tidak aktif. Merkuri (Hg) dan perak (Ag) merupakan
penghambat enzim yang mengandung gugusan sulfhidril (-SH).
61
Pada penghambatan nonkompetitif tidak terjadi persaingan antara zat
penghambat dengan substrat. Misalnya enzim sitokrom oksidase dihambat oleh CO
(karbon monooksida) dengan mengikat Fe yang merupakan gugusan aktif enzim
tersebut. Penghambatan nonkompetitif tidak dapat dikurangi dengan penambahan
jumlah substrat, oleh karena daya penghambatannya dipengaruhi oleh kadar
penghambat dan afinitas penghambat terhadap enzim.
c. Penghambat umpan balik (feed back inhibitor)
Penghambatan umpan balik disebabkan oleh hasil akhir suatu rangkaian reaksi
enzimatik yang menghambat aktifitas enzim pada reaksi pertama. Hasil akhir reaksi juga
mempengaruhi pembentukan enzim, yang dapat digambarkan sebagai berikut:
Enzim a Enzim b Enzim c Enzim d
A B C D X
Keterangan: A,B,C,D: substrat enzim a,b,c,d.
X: hasil akhir reaksi enzimatik yang menghambat sintesis enzim a.
d. Penghambat represor
Represor adalah hasil akhir suatu rangkaian reaksi enzimatik yang dapat
mempengaruhi atau mengatur pembentukan enzim-enzim pada reaksi sebelumnya.
Gambaran skematik reaksinya adalah sebagai berikut:
Enzim a Enzim b Enzim c Enzim d
A B C D X
Keterangan: A,B,C,D: substrat enzim a,b,c,d.
X: hasil akhir reaksi enzimatik yang menghambat sintesis enzim a,b,c,d.
e. Penghambat alosterik
Penghambat alosterik adalah penghambat yang dapat mempengaruhi enzim
alosterik. Enzim alosterik adalah enzim yang mempunyai dua bagian aktif, yaitu bagian
aktif yang menangkap substrat dan bagian yang menangkap penghambat. Apabila ada
X
X
62
senyawa yang dapat memasuki bagian yang menangkap penghambat maka enzim
menjadi tidak aktif, senyawa penghambat tersebut merupakan penghambat alosterik.
Struktur senyawa penghambat alosterik tidak mirip dengan struktur substrat. Pengikatan
penghambat alosterik pada enzim menyebabkan enzim tidak aktif, sehingga substrat
tidak dapat dikatalisis dan tidak menghasilkan produk. Apabila enzim menangkap
substrat maka penghambat tidak dapat terikat pada enzim, sehingga enzim dapat aktif
mereaksikan substrat menjadi produk.
5. Aktivator (penggiat) atau kofaktor
Aktivator atau kofaktor adalah suatu zat yang dapat mengaktifkan enzim yang
semula belum aktif. Enzim yang belum aktif disebut pre-enzim atau zymogen (simogen).
Kofaktor dapat berbentuk ion-ion dari unsur H, Fe, Cu, Mg, Mo, Zn, Co, atau berupa
koenzim, vitamin, dan enzim lain.
7. Penginduksi (induktor)
Induktor adalah suatu substrat yang dapat merangsang pembentukan enzim.
Sebagai contoh adalah laktosa dapat menginduksi pembentukan enzim beta
galaktosidase.
Lactose = glucose + galactose
biomass
time
-galactosidase
Galactose
transporter
63
VIII. BIOENERGETIK MIKROBA
Bioenergetik mikroba mempelajari penghasilan dan penggunaan energi oleh
mikroba. Mikroba melakukan proses metabolisme yang merupakan serangkaian reaksi
kimia yang luar biasa banyaknya. Proses ini terdiri atas katabolisme yang merupakan
proses perombakan bahan disertai pembebasan energi (reaksi eksergonik), dan
anabolisme yaitu merupakan proses biosintesis yang memerlukan energi (reaksi
endergonik).
A. BIOOKSIDASI DAN PEMINDAHAN ENERGI
Energi yang berasal dari cahaya harus diubah menjadi energi kimia sebelum
digunakan dalam reaksi endergonik. Dalam sel, energi kimia terdapat dalam bentuk
gugus organik berenergi tinggi. Gugus ini mengandung S atau P.
Adenosin trifosfat (ATP) salah satu gugus berenergi tinggi yang terpenting. Bila
kedua gugus fosfatnya dihidrolisis masing-masing menghasilkan 12000 kal/fosfat,
sedang fosfat yang ketiga hanya menghasilkan 1500 kal. Energi yang dibebaskan ATP
tergantung pada keadaan hidrolisisnya, terutama pH dan kadar reaktan.
Meskipun ATP mengandung 2 fosfat berenergi tinggi, dalam reaksi umumnya
hanya satu fosfat berenergi tinggi digunakan untuk aktivasi.
Oksidasi dalam sel dikatalisis oleh ensim yang mempunyai kofaktor atau gugus
prostetis penerima proton atau elektron dari substrat dan memberikannya kepada
aseptor lewat perantara yang mempunyai potensial redoks (Eo’) lebih tinggi dari pada
donornya. Pembawa elektron yang terpenting adalah NAD, FMN, dan sitokrom.
1. Nikotinamid adenin dinukleotid (NAD)
NAD berfungsi menerima hidrogen dari substrat yang direduksi
2. Flavin adenin mononukleotida (FMN) dan flavin adenin dinukleotida (FAD)
Senyawa ini menerima hidrogen dari NADH2 atau langsung dari substrat.
64
3. Sitokrom (Cyt a, b, c)
Setiap sitokrom mempunyai Eo’ yang berbeda-beda, tetapi semuanya mengandung
haem sebagai gugus prostetisnya dengan Fe sebagai aseptor elektron. Oksigen
bereaksi dengan elektron menjadi ion O- dan dengan ion H+ membentuk H2O.
Gambar berikut menunjukkan reaksi oksidasi substrat lewat sistem transpor
elektron, dengan nilai Eo’ masing-masing pembawa dan tempat reaksi pembentukan
ATP.
Hubungan antara perubahan energi bebas dengan perubahan perbedaan energi
potensial yang terjadi bila elektron lewat suatu sistem sbb:
Fo = -nFUEo
Fo = perubahan energi bebas (kal/mol) pada keadaan standar
n = jumlah elektron yang lewat
Eo = perbedaan potensial (volt)
F = konstanta Farady (23.063 kal/volt equvalen)
Untuk sistem biologi, n biasanya 2 dan Fo diganti F’ karena tidak pada keadaan standar,
sehingga:
F’ = -46.126 x UEo’
Bila beda potensial suatu sistem sebelum dan sesudah oksidasi diketahui, dari
persamaan diatas dapat dihitung jumlah energi yang dibebaskan selama oksidasi.
Misalnya bila elektron lewat NADH2 ke O2, UEo’ = 1,14 volt, maka UF’ = -52.000 kal.
Teoritis reaksi ini menghasilkan 4 fosfat berenergi tinggi. Bila reaksi ini dipelajari dengan
mitokondria yang diisolasi dari mamalia, khamir dan jamur, ternyata oksidasi tersebut
hanya menghasilkan 3 ATP dari setiap atom oksigen yang digunakan. Jadi efisiensinya
hanya 70%.
Tabel 3.1 menunjukkan Eo beberapa sistem oksidasi reduksi biologi yang
terpenting. Disini ditunjukkan energi terhitung yang dibebaskan bila elektron dari
substrat pada Eo’ dari ketoglutarat lewat NAD dan sistem sitokrom ke oksigen.
Ditunjukkan pula jumlah P yang dibentuk dalam mitokondria selama oksidasi. Terlihat
65
bahwa tidak semua energi yang dibebaskan diubah menjadi gugus fosfat berenergi
tinggi. Sebagian energi diubah menjadi panas.
Tidak semua mikrobia mempunyai ensim transpor elektron lengkap.
Lactobacillus dan Clostridium tidak mempunyai sitokrom meskipun mempunyai ensim
dengan piridin nukleotida dan gugus prostetis flavo protein. Lactobacillus mempunyai
flavoprotein-oksidase yang dapat menggunakan O2 sebagai aseptor elektron terakhir;
tetapi dengan adanya O2, dibentuk H2O2 bukan H2O. Beberapa spesies Streptococcus,
Acetobacter, dan khamir mempunyai ensim peroksidase (katalase) yang mereoksidasi
substrat tereduksi (misalnya Cyt C tereduksi, atau NAD tereduksi) dengan adanya
peroksidase dan ion H+. Hasil reaksinya substrat yang teroksidasi dan air.
Suatu reaksi oksidasi-reduksi disebut fermentasi (respirasi anaerob) apabila
sebagai aseptor elektron yang terakhir bukan oksigen, dan disebut respirasi (respirasi
aerob) apabila aseptor elektron terakhirnya oksigen. Pada respirasi anaerob sebagai
aseptor elektronnya dapat digunakan zat anorganik seperti NO3
- yang direduksi menjadi
NO2
-, N2O, N2; SO4
= menjadi H2S; CO2 menjadi CH4. Sebagai aseptor dapat pula
digunakan zat organik, seperti asam fumarat yang direduksi manjadi asam suksinat.
Jasad anaerob dan anaerob fakultatif yang ditumbuhkan secara anaerob
mempunyai cara lain mereoksidasi pembawa hidrogen yang tereduksi. Hal ini sering
dilakukan dengan mengimbangi reaksi oksidasi substrat dengan reaksi reduksi lain,
sehingga terakumulasi hasil akhir yang tereduksi. Misalnya Lactobacillus dalam glikolisis
mereduksi asam piruvat menjadi asam laktat (lihat gambar). Beberapa Clostridium
secara anaerob memfermentasi glukosa mereoksidasi pembawa hidrogen yang
tereduksi dengan reduksi aseto-asetat (sebagai kompleks koensim A) menjadi asam
butirat dan butanol. Khamir mereduksi asetaldehid menjadi alkohol. Beberapa bakteri
enterik mereduksi asam dikarboksilat, oksalat, malat, dan fumarat menjadi suksinat;
sedang aseton direduksi menjadi 2,3 butylene-glycol agar dapat mengoksidasi flavin dan
nikotinamid yang tereduksi. Beberapa spesies Pseudomonas dan Thiobacillus dapat
menggunakan nitrat sebagai aseptor elektron; mereduksi nitrat menjadi gas N2. Banyak
spesies bakteri dan jamur dapat mereduksi nitrat menjadi nitrit. Beberapa bakteri dapat
mereduksi sulfat menjadi sulfit sebagai sarana untuk mereoksidasi pembawa hidrogen.
66
Jadi mikrobia terutama bakteri dapat mereoksidasi pembawa hidrogen tanpa
adanya oksigen. Beberapa diantaranya telah dimanfaatkan secara komersial, misalnya
untuk fermentasi asam laktat dan alkohol.
Pembentukan ATP pada reaksi fosforilasi terhadap ADP pada prinsipnya ada
tiga tingkat, yaitu: (1) fosforilasi pada tingkat substrat (fermentatif), (2) fosforilasi tingkat
transpor elektron (oksidatif pada respirasi), dan (3) fosforilasi fotosintetik.
B. FERMENTASI
Glukosa dapat dimetabolisme oleh hampir semua jasad untuk sumber karbon
dan energi. Fermentasi merupakan bagian perombakan gula secara anaerob. Banyak
jasad yang dapat melakukan fermentasi lewat (jalur) rangkaian reaksi kimia tertentu.
1. Jalur Emden-Meyerhof-Parnas (EMP)
Reaksi ini disebut glikolisis, pemecahan gula secara anaerob sampai asam
piruvat yang dilakukan oleh kebanyakan jasad dari tingkat tinggi hingga tingkat rendah.
Reaksi glikolisis terjadi dalam sitoplasma dan tidak menggunakan oksigen sebagai
aseptor elektronnya, melainkan zat lain. Asam piruvat mempunyai kedudukan yang
penting karena merupakan titik pusat dari berbagai reaksi pemecahan maupun
pembentukan. Jasad yang fakultatif anaerob misalnya Saccharomyces cerevisiae
melakukan fermentasi gula secara anaerob menjadi alkohol dan CO2. Lactobacillus spp.
yang homo fermentatif merombak gula secara anaerob menjadi asam laktat. Jasad
yang obligat anaerob seperti Clostridium spp. memecah gula menjadi aseton, butanol,
butirat, dsb. Jasad aerob melakukan proses glikolisis sebagai bagian pertama dari
pemecahan karbohidrat secara anaerob, yang akan diteruskan pada bagian kedua yang
aerob. Pada otot manusia dan binatang yang kurang gerak akan tertimbun asam laktat,
sebab glikolisis tidak diteruskan ke tingkat aerob melainkan ke asam laktat.
Jasad yang melakukan fermentasi lewat glikolisis hanya menghasilkan 2 mol
ATP dari setiap glukosa yang dimetabolisme.
2. Jalur Entner-Doudoroff (ED)
Reaksi ini dilakukan oleh beberapa jasad antara lain Pseudomonas spp. yang
dapat membentuk alkohol dari gula lewat bagan ini. Pada setiap pemecahan 1 mol
glukosa dihasilkan juga 1 ATP, 1 NADH2 dan 1 NADPH2. Pada P. lindneri 2 asam
piruvat dipecah menjadi 2 etanol dan 2 CO2; sedang pada Pseudomonas yang lain 2
asam piruvat diubah menjadi 1 etanol, 1 asam laktat dan 1 CO2.
67
3. Jalur Heksosa Mono Fosfat (HMP)
Selain lewat EMP banyak jasad yang dapat merombak gula lewat HMP. Reaksi
ini berguna untuk membentuk gula pentosa dll, untuk keperluan biosintesis. Reaksi
berlangsung lewat gula C5, ribulosa 5-fosfat, yang merupakan prekursor gula ribosa,
deoksiribosa, komponen asam nukleat, asam amino aromatik, ensim, ATP, NAD, FAD
dan sebagainya. HMP tidak langsung menghasilkan energi, tetapi terutama membentuk
NADPH2.
4. Jalur Heterofermentatif bakteri asam laktat
Kelompok bakteri asam laktat selain menghasilkan asam laktat secara
homofermentatif (misalnya Lactobacillus spp.), juga secara heterofermentatif (misalnya
Leuconostoc spp., Streptococcus spp., dsb). Pada fermentasi secara heterofermentatif
selain asam laktat dihasilkan pula asam asetat, etanol dan CO2.
5. Jalur Metabolisme asam piruvat secara anaerob
Banyak jasad anaerob yang mempunyai ensim berbeda-beda yang digunakan
dalam perombakan asam piruvat. Clostridium tergantung spesiesnya, dapat merubah
asam piruvat menjadi asam butirat, asam asetat, aseton, butanol, etanol, CO2, dan H2.
Bakteri enterik seperti Escherichia coli dan Aerobacter aerogenes dapat merubah asam
piruvat menjadi asam suksinat, asetat, laktat, etanol, CO2, dan H2 (atau format). A.
aerogenes juga menghasilkan 2,3-butilen-glikol. Salmonella sp. mempunyai pola
metabolisme yang sama dengan E. coli, tetapi lebih banyak menghasilkan asam format,
dari pada H2 dan CO2 seperti pada E. coli.
C. RESPIRASI
Respirasi adalah proses oksidasi biologis dengan O2 sebagai aseptor
elektronnya yang terakhir. Pada jasad eukariotik proses ini terjadi di dalam mitokondria,
sedang pada jasad prokariotik terjadi di bawah membran plasma atau pada mesosome.
Proses ini adalah fase kedua yang aerob dari perombakan gula fase pertama yang
anaerob (glikolisis). Pada respirasi dihasilkan banyak energi yang dapat digunakan
untuk proses biosintesis. Reaksi ini lewat bagan terutama siklus Krebs, meskipun ada
yang lewat terobosan asam glioksilat.
1. Siklus Krebs (Siklus TCA)
Reaksi ini selain penting untuk pembentukan energi juga penting untuk
biosintesis, sebab dapat menyediakan kerangka karbon untuk berbagai senyawa
68
penting dalam sel. Pada kebanyakan bakteri, asam glutamat adalah asam amino kunci
yang dibentuk dari sumber amonia dan karbon. Banyak pula bakteri yang dapat
mereaksikan amonia dengan asam fumarat membentuk aspartat. Dengan transaminasi
asam amino ini berfungsi sebagai donor amino terhadap asam alfa-keto seperti asam
piruvat, oksalat, alfa-keto-isovalerat untuk membentuk asam amino. Titik penting lainnya
ialah suksinil-ScoA yang bereaksi dengan asam pirol, membentuk cincin pirol. Siklus
Krebs sering pula disebut siklus asam tribakboksilat (siklus TCA), atau siklus asam
sitrat.
69
Jalur metabolisme utama
Pada siklus Krebs satu molekul asam piruvat yang dioksidasi sempurna menjadi
CO2 dan H2O menghasilkan 15 ATP. Satu molekul glukosa yang dimetabolisme lewat
glikolisis dan siklus Krebs secara sempurna menjadi CO2 dan H2O menghasilkan 38
ATP (lihat perhitungan).
70
2. Siklus asam glioksilat
Penggunaan hasil antara untuk biosintesis
Bakteri dan jamur tertentu dapat menggunakan substrat karbon C2. Jasad ini
mempunyai ensim lengkap dari siklus Krebs dengan tambahan ensim isositrase yang
dapat memecah isositrat menjadi suksinat dan glioksilat, dan ensim malat sintetase
71
yang menyebabkan kondensasi asam glioksilat dengan Ace-CoA menjadi malat.
Dengan kedua siklus ini sel dapat membentuk alfa-ketoglutarat yang diperlukan untuk
biosintesis. Dan jika asam malat mengalami dekarboksilasi menjadi fosfo-enol-piruvat,
dengan reaksi balik glikolisis dan HMP dapat dibentuk heksosa dan pentosa.
D. FOTOSINTESIS
Fosforilasi pada fotosintesis menggunakan cahaya sebagai sumber energi.
Proses ini menggunakan pigmen klorofil untuk mengabsorpsi energi cahaya dan
mengubahnya menjadi energi kimia. Berdasarkan absorpsi spektrumnya dibedakan
klorofil a, b, c, d, e, dan klorofil bakteri. Disamping itu ada pigmen tambahan untuk
menangkap energi dan melindungi klorofil, seperti karotinoid, biliprotein, fikoeritrin, dan
fikobilin.
Energi foton cahaya:


c
E = h = h
h = konstanta Plank = 6,555 x 10-23
V = frekuensi cahaya
c = kecepatan cahaya
W = panjang gelombang cahaya
jadi energi cahaya sebanding dengan frekuensinya dan berbanding terbalik dengan
panjang gelombang. Energi macam-macam cahaya dapat dilihat pada tabel.
Jika klorofil terkena cahaya, akan mengabsorpsi sebesar h sehingga terangsang
dan membebaskan elektron; klorofil menjadi bermuatan positif:
Kl + hV Kl- + e-
Elektron yang lepas akan bergerak lewat sistem transpor elektron dan kembali ke pusat
reaksi klorofil. Dalam perjalanannya elektron mengalami penurunan energi, yang diubah
menjadi energi kimia, yaitu untuk fosforilasi ADP dan reduksi NADP.
Pada baketri fotofosforilasi terjadi secara siklis. Artinya tidak menggunakan
elektron dari sumber lain. Cahaya yang digunakan adalah merah atau infra merah (lihat
bagan).
Pada tumbuhan dan ganggang fotofosforilasi terjadi secara non-siklis. Disini ada
2 pusat reaksi dan 2 sistem transpor elektron. Pusat reaksi 1 menggunakan cahaya infra
merah dan pusat reaksi 2 cahaya biru.
72
E. PENGGUNAAN ENERGI OLEH JASAD
Energi digunakan dalam setiap reaksi endergonik, dan juga reaksi eksergonik.
Untuk memulai reaksi diperlukan energi aktivasi. Dalam setiap reaksi ensim mempunyai
peranan penting. Proses yang memerlukan energi antara lain proses biosintesis molekul
kecil dan molekul makro, yang akhirnya menuju ke pertumbuhan dan pembiakan;
penyerapan unsur makanan, gerak, dan sebagainya.
F. KATABOLISME MAKROMOLEKUL
1. Peruraian karbohidrat
Karbohidrat adalah polisakarida, suatu polimer dari sedehana (glukosa,
galaktosa, fruktosa, dsb). Contoh perombakan karbohidrat dapat dilihat pada tabel.
Ensim pemecah polisakarida dibedakan menjadi eksohidrolase yang memutus rantaian
gula secara teratur dari ujung, dan endohidrolase yang memutus rantaian gula secara
random di tengah. Sebagai contoh misalnya alfa-amilase (eksohidrolase) memutus
rantaian glukosa dari amilum dua-dua mulai dari ujung non reduksi, sedang betaamilase
memutus rantaian glukosa di sembarang tempat di tengah-tengah. Kedua
ensim ini memutus ikatan alfa-1,4-glikosida dari amilum. Ensim yang memutus rantai
cabang glukosa dari amilo-pektin, komponen amilum yang bercabang, ialah glukoamilase
yang memecah alfa-1,6-glikosoda.
2. Peruraian lemak
Lemak adalah ester dari gliserol dan asam lemak (trigliserida). Lemak kadangkadang
mengandung zat lain seperti fosfat, protein, karbohidrat sebagai pengganti salah
satu asam lemaknya. Ensim lipase memecah lemak menjadi gliserol dan asam lemak.
Gliserol dirombak lebih lanjut lewat glikolisis (EMP). Asam lemak mengalami betaoksidasi
menjadi asam asetat, sebagai Ace-CoA dimetabolisme lebioh lanjut lewat siklus
Krebs. Bagan beta-oksidasi dapat dilihat pada gambar.
3. Peruraian protein
Protein adalah poli-peptida dengan struktur tertentu, suatu hetero-polimer dari
asam amino. Ensim protease (poli-peptidase, oligo-peptidase, di-peptidase) merombak
protein menjadi peptida yang lebih sederhana atau asam amino. Selanjutnya asam
amino mengalami transaminasi, deaminasi, dekarboksilasi, atau dehidrogenasi menjadi
zat lain yang lebih sederhana yang selanjutnya dapat dimetabolisme antara lain lewat
siklus Krebs.
73
4. Peruraian asam nukleat
Asam nukleat (DNA dan RNA) adalah heteropolimer dari nukleotida. Ensim
nuklease, nukleotidase, nukleosida fosforilase, dan nukleosida hidrolase akan memecah
asam nukleat menjadi oligo, di, atau mono nukleotida; dan selanjutnya menjadi gula
ribosa atau deoksi-ribosa, asam fosfat, base purin dan base pirimidin.
74
IX. PERTUMBUHAN MIKROBIA
Pertumbuhan adalah penambahan secara teratur semua komponen sel suatu
jasad. Pembelahan sel adalah hasil dari pembelahan sel. Pada jasad bersel tunggal
(uniseluler), pembelahan atau perbanyakan sel merupakan pertambahan jumlah
individu. Misalnya pembelahan sel pada bakteri akan menghasilkan pertambahan
jumlah sel bakteri itu sendiri. Pada jasad bersel banyak (multiseluler), pembelahan sel
tidak menghasilkan pertambahan jumlah individunya, tetapi hanya merupakan
pembentukan jaringan atau bertambah besar jasadnya. Dalam membahas pertumbuhan
mikrobia harus dibedakan antara pertumbuhan masing-masing individu sel dan
pertumbuhan kelompok sel atau pertumbuhan populasi.
A. Pertumbuhan Populasi
Pertumbuhan dapat diamati dari meningkatnya jumlah sel atau massa sel (berat
kering sel). Pada umumnya bakteri dapat memperbanyak diri dengan pembelahan biner,
yaitu dari satu sel membelah menjadi 2 sel baru, maka pertumbuhan dapat diukur dari
bertambahnya jumlah sel. Waktu yang diperlukan untuk membelah diri dari satu sel
menjadi dua sel sempurna disebut waktu generasi. Waktu yang diperlukan oleh
sejumlah sel atau massa sel menjadi dua kali jumlah/massa sel semula disebut
doubling time atau waktu penggandaan. Waktu penggandaan tidak sama antara
berbagai mikrobia, dari beberapa menit, beberapa jam sampai beberapa hari tergantung
kecepatan pertumbuhannya. Kecepatan pertumbuhan merupakan perubahan jumlah
atau massa sel per unit waktu.
B. Penghitungan Waktu Generasi
Dari hasil pembelahan sel secara biner:
1 sel menjadi 2 sel
2 sel menjadi 4 sel 21 menjadi 22 atau 2x2
4 sel menjadi 8 sel 22 menjadi 23 atau 2x2x2
Dari hal tersebut dapat dirumuskan menjadi:
N = N0 2n
N: jumlah sel akhir, N0: jumlah sel awal, n: jumlah generasi
75
Waktu generasi = t / n , t: waktu pertumbuhan eksponensial, n: jumlah generasi
Dalam bentuk logaritma, rumus N = N0 2n menjadi:
log N = log N0 + n log 2
log N – log N0 = n log 2
n = log N – log N0 = log N – log N0
log 2 0,301
Contoh:
N = 108 , N0 = 5x107 , t = 2
Dengan rumus dalam bentuk logaritma:
n = log 108 – log (5x 107) = 8 – 7,6 =1
0,301 0,301
Jadi waktu generasi = t/n = 2/1 = 2 jam
Waktu generasi juga dapat dihitung dari slope garis dalam plot semilogaritma kurva
pertumbuhan eksponensial, yaitu dengan rumus, slope = 0,301/ waktu generasi. Dari
grafik pertumbuhan tersebut diketahui bahwa slope = 0,15, sehingga juga diperoleh
waktu generasi = 2 jam
C. Pengukuran Pertumbuhan
Pertumbuhan diukur dari perubahan jumlah sel atau berat kering massa sel.
Jumlah sel dapat dihitung dari jumlah sel total yang tidak membedakan jumlah sel hidup
atau mati, dan jumlah sel hidup (viable count). Jumlah total sel mikrobia dapat
ditetapkan secara langsung dengan pengamatan mikroskopis, dalam bentuk sampel
kering yang diletakkan di permukaan gelas benda (slide) dan dalam sampel cairan yang
diamati menggunakan metode counting chamber, misalnya dengan alat Petroff-Hausser
Bacteria Counter (PHBC) untuk menghitung bakteri atau dengan alat haemocytometer
untuk menghitung khamir, spora, atau sel-sel yang ukurannya relatif lebih besar dari
bakteri.
Jumlah sel hidup dapat ditetapkan dengan metode plate count atau colony count,
dengan cara ditaburkan pada medium agar sehingga satu sel hidup akan tumbuh
membentuk satu koloni, jadi jumlah koloni dianggap setara dengan jumlah sel. Cara ini
ada dua macam, yaitu metode taburan permukaan (spread plate method) dan metode
taburan (pour plate method). Cara lain untuk menghitung jumlah sel hidup adalah
76
dengan filter membran dan MPN (Most Probable Number) yang menggunakan medium
cair. Sampel mikrobia yang dihitung biasanya dibuat seri pengenceran.
Pertumbuhan sel dapat diukur dari massa sel dan secara tidak langsung dengan
mengukur turbiditas cairan medium tumbuh. Massa sel dapat dipisahkan dari cairan
mediumnya menggunakan alat sentrifus (pemusing) sehingga dapat diukur volume
massa selnya atau diukur berat keringnya (dikeringkan dahulu dengan pemanasan pada
suhu 90-1100C semalam). Umumnya berat kering bakteri adalah 10-20 % dari berat
basahnya.
Turbiditas dapat diukur menggunakan alat photometer (penerusan cahaya),
semakin pekat atau semakin banyak populasi mikrobia maka cahaya yang diteruskan
semakin sedikit. Turbiditas juga dapat diukur menggunakan spektrofotometer (optical
density/ OD), yang sebelumnya dibuat kurva standart berdasarkan pengukuran jumlah
sel baik secara total maupun yang hidup saja atau berdasarkan berat kering sel. Unit
photometer atau OD proporsional dengan massa sel dan juga jumlah sel, sehingga cara
ini dapat digunakan untuk memperkirakan jumlah atau massa sel secara tidak langsung.
D. Pertumbuhan Populasi Mikroba
Suatu bakteri yang dimasukkan ke dalam medium baru yang sesuai akan
tumbuh memperbanyak diri. Jika pada waktu-waktu tertentu jumlah bakteri dihitung dan
dibuat grafik hubungan antara jumlah bakteri dengan waktu maka akan diperoleh suatu
grafik atau kurva pertumbuhan. Pertumbuhan populasi mikrobia dibedakan menjadi dua
yaitu biakan sistem tertutup (batch culture) dan biakan sistem terbuka (continous
culture).
Pada biakan sistem tertutup, pengamatan jumlah sel dalam waktu yang cukup
lama akan memberikan gambaran berdasarkan kurva pertumbuhan bahwa terdapat
fase-fase pertumbuhan. Fase pertumbuhan dimulai pada fase permulaan, fase
pertumbuhan yang dipercepat, fase pertumbuhan logaritma (eksponensial), fase
pertumbuhan yang mulai dihambat, fase stasioner maksimum, fase kematian
dipercepat, dan fase kematian logaritma.
Pada fase permulaan, bakteri baru menyesuaikan diri dengan lingkungan yang
baru, sehingga sel belum membelah diri. Sel mikrobia mulai membelah diri pada fase
pertumbuhan yang dipercepat, tetapi waktu generasinya masih panjang. Fase
77
permulaan sampai fase pertumbuhan dipercepat sering disebut lag phase. Kecepatan
sel membelah diri paling cepat terdapat pada fase pertumbuhan logaritma atau
pertumbuhan eksponensial, dengan waktu generasi pendek dan konstan. Selama fase
logaritma, metabolisme sel paling aktif, sintesis bahan sel sangat cepat dengan jumlah
konstan sampai nutrien habis atau terjadinya penimbunan hasil metabolisme yang
menyebabkan terhambatnya pertumbuhan. Selanjutnya pada fase pertumbuhan yang
mulai terhambat, kecepatan pembelahan sel berkurang dan jumlah sel yang mati mulai
bertambah. Pada fase stasioner maksimum jumlah sel yang mati semakin meningkat
sampai terjadi jumlah sel hidup hasil pembelahan sama dengan jumlah sel yang mati,
sehingga jumlah sel hidup konstan, seolah-olah tidak terjadi pertumbuhan (pertumbuhan
nol). Pada fase kematian yang dipercepat kecepatan kematian sel terus meningkat
sedang kecepatan pembelahan sel nol, sampai pada fase kematian logaritma maka
kecepatan kematian sel mencapai maksimal, sehingga jumlah sel hidup menurun
dengan cepat seperti deret ukur. Walaupun demikian penurunan jumlah sel hidup tidak
mencapai nol, dalam jumlah minimum tertentu sel mikrobia akan tetap bertahan sangat
lama dalam medium tersebut.
E. Analisis Pertumbuhan Eksponensial
Untuk menganalisis pertumbuhan eksponensial dapat menggunakan grafik
pertumbuhan atau dengan perhitungan secara matematis.
Rumus matematika pertumbuhan menggunakan persamaan diferensial:
dX / dt = μX (1)
X: jumlah sel / komponen sel spesifik (protein)
μ: konstanta kecepatan pertumbuhan
Dalam bentuk logaritma dengan bilangan dasar e, rumus yang menggambarkan
aktivitas populasi mikrobia dalam biakan sistem tertutup adalah:
ln X = ln X0 + μ(t) (2)
X0: jumlah sel pada waktu nol, X: jumlah sel pada waktu t, t: waktu pertumbuhan
diamati.
Dalam bentuk antilogaritma menjadi:
X = X0eμt (3)
78
Untuk memperkirakan kerapatan populasi pada waktu yang akan datang dengan μ
sebagai konstante pertumbuhan yang berlaku. Parameter penting untuk konstante
pertumbuhan populasi secara eksponensial adalah waktu generasi (waktu
penggandaan). Penggandaan populasi terjadi saat X / X0 =2, sehingga rumus (3)
menjadi:
2 = eμ (t generasi) (4)
Dalam bentuk logaritma dengan bilangan dasar e:
μ = ln 2 / t generasi = 0,693 / t generasi (5)
Waktu generasi (t generasi) dapat digunakan untuk mengetahui parameter lain, seperti k
( konstante kecepatan pertumbuhan) sebagai berikut:
k = 1 / t generasi (6)
Untuk biakan sistem tertutup, kombinasi persamaan 5 dan 6 menunjukkan bahwa 2
konstante kecepatan pertumbuhan μ dan k saling berhubungan:
μ = 0,693 k (7)
μ dan k, keduanya menggambarkan proses pertumbuhan yang sama dari peningkatan
populasi secara eksponensial. Perbedaan diantaranya adalah, μ merupakan konstante
kecepatan pertumbuhan yang berlaku, yang digunakan untuk memperkirakan kecepatan
pertumbuhan populasi dari masing-masing aktivitas sel individual dan dapat digunakan
untuk mengetahui dinamika pertumbuhan secara teoritis, sedang k adalah nilai rata-rata
populasi pada periode waktu terbatas, yang menggambarkan asumsi rata-rata
pertumbuhan populasi.
Contoh perhitungan k
Bilangan dasar yang digunakan untuk kerapatan populasi sel adalah 10,
sehingga persamaan (3) apabila dirubah menjadi bentuk logaritma berdasarkan
bilangan 10 (log 10) dan k disubstitusi dengan μ , rumusnya menjadi:
k = log10 Xt – X0
0,301 t
Contoh 1: X0 = 1000 = 103 , log10 dari 1000 = 3
Xt = 100.000 = 105 , log 10 dari 100.000 = 5
t = 4 jam
k = (5-3) / (0,301 x 4) = 2/1,204 = 1,66 generasi / jam
79
waktu generasi (t generasi) = 0,60 jam = 36 menit
Contoh 2: X0 = 1000 = 103 , log10 dari 1000 = 3
Xt = 100.000.000 = 108 , log 10 dari 100.000.000 = 8
t = 120 jam
k = (8-3) / (0,301 x 120) = 5/36,12 = 0,138 generasi / jam
waktu generasi (t generasi) = 7,2 jam = 430 menit
F. Biakan Sistem Terbuka (Continuous culture) dalam Khemostat
Di dalam sistem ini, sel dapat dipertahankan terus menerus pada fase
pertumbuhan eksponensial / fase pertumbuhan logaritma. Continuous culture
mempunyai ciri ukuran populasi dan kecepatan pertumbuhan dapat diatur pada nilai
konstan menggunakan khemostat. Untuk mengatur proses di dalam khemostat, diatur
kecepatan aliran medium dan kadar substrat (nutrien pembatas). Sebagai nutrien
pembatas dapat menggunakan sumber C (karbon), sumber N atau faktor tumbuh.
Pada sistem ini , ada aliran keluar untuk mempertahankan volume biakan dalam
khemostat sehingga tetap konstan (misal V ml). Jika aliran masuk ke dalam tabung
biakan adalah W ml/jam, maka kecepatan pengenceran kultur adalah D = W/V per jam.
D disebut sebagai kecepatan pengenceran (dilution rate). Populasi sel dalam tabung
biakan dipengaruhi oleh peningkatan populasi sebagai hasil pertumbuhan dan
pengenceran kadar sel sebagai akibat penambahan medium baru dan pelimpahan aliran
keluar tabung biakan. Kecepatan pertumbuhannya dirumuskan sebagai berikut:
dX/dt = μ X – DX = (μ - D) X.
Pada keadaan mantap (steady state), maka μ = D, sehingga dX/dt = 0.
Dengan sistem ini sel seolah-olah dibuat dalam keadaan setengah kelaparan,
dengan nutreian pembatas. Kadar nutrien yang rendah menyebabkan kecepatan
pertumbuhan berbandng lurus dengan kadar nutrien atau substrat tersebut, sehingga
kecepatan pertumbuhan adalah sebagai fungsi konsentrasi nutrien, dengan persamaan:
μ = μmax S / (Ks + S)
μmax: kecepatan pertumbuhan pada keadaan nutrien berlebihan
S : konstante nutrien
Ks : konstante pada konsentrasi nutrien saat μ = ½ μmax.
80
X. FAKTOR LINGKUNGAN UNTUK PERTUMBUHAN MIKROBA
Aktivitas mikroba dipengaruhi oleh faktor-faktor lingkungannya. Perubahan
lingkungan dapat mengakibatkan perubahan sifat morfologi dan fisiologi mikroba.
Beberapa kelompok mikroba sangat resisten terhadap perubahan faktor lingkungan.
Mikroba tersebut dapat dengan cepat menyesuaikan diri dengan kondisi baru tersebut.
Faktor lingkungan meliputi faktor-faktor abiotik (fisika dan kimia), dan faktor biotik.
A. FAKTOR ABIOTIK
1. Suhu
a. Suhu pertumbuhan mikroba
Pertumbuhan mikroba memerlukan kisaran suhu tertentu. Kisaran suhu
pertumbuhan dibagi menjadi suhu minimum, suhu optimum, dan suhu maksimum. Suhu
minimum adalah suhu terendah tetapi mikroba masih dapat hidup. Suhu optimum adalah
suhu paling baik untuk pertumbuhan mikroba. Suhu maksimum adalah suhu tertinggi
untuk kehidupan mikroba.
Berdasarkan kisaran suhu pertumbuhannya, mikroba dapat dikelompokkan
menjadi mikroba psikrofil (kriofil), mesofil, dan termofil. Psikrofil adalah kelompok
mikroba yang dapat tumbuh pada suhu 0-300C dengan suhu optimum sekitar 150C. Mesofil
adalah kelompok mikroba pada umumnya, mempunyai suhu minimum 150C suhu optimum
25-370C dan suhu maksimum 45-550C.
Mikroba yang tahan hidup pada suhu tinggi dikelompokkan dalam mikroba
termofil. Mikroba ini mempunyai membran sel yang mengandung lipida jenuh, sehingga
titik didihnya tinggi. Selain itu dapat memproduksi protein termasuk enzim yang tidak
terdenaturasi pada suhu tinggi. Di dalam DNA-nya mengandung guanin dan sitosin dalam
jumlah yang relatif besar, sehingga molekul DNA tetap stabil pada suhu tinggi. Kelompok
ini mempunyai suhu minimum 40 0C, optimum pada suhu 55-60 0C dan suhu maksimum
untuk pertumbuhannya 75 0C. Untuk mikroba yang tidak tumbuh dibawah suhu 30 0C dan
mempunyai suhu pertumbuhan optimum pada 60 0C, dikelompokkan kedalam mikroba
termofil obligat. Untuk mikroba termofil yang dapat tumbuh dibawah suhu 30 0C,
dimasukkan kelompok mikroba termofil fakultatif.
Bakteri yang hidup di dalam tanah dan air, umumnya bersifat mesofil, tetapi ada
juga yang dapat hidup diatas 50 0C (termotoleran). Contoh bakteri termotoleran adalah
81
Methylococcus capsulatus. Contoh bakteri termofil adalah Bacillus, Clostridium, Sulfolobus,
dan bakteri pereduksi sulfat/sulfur. Bakteri yang hidup di laut (fototrof) dan bakteri besi
(Gallionella) termasuk bakteri psikrofil.
b. Suhu tinggi
Apabila mikroba dihadapkan pada suhu tinggi diatas suhu maksimum, akan
memberikan beberapa macam reaksi. (1) Titik kematian thermal, adalah suhu yang dapat
memetikan spesies mikroba dalam waktu 10 menit pada kondisi tertentu. (2) Waktu
kematian thermal, adalah waktu yang diperlukan untuk membunuh suatu spesies mikroba
pada suatu suhu yang tetap. Faktor-faktor yang mempengaruhi titik kematian thermal
ialah waktu, suhu, kelembaban, spora, umur mikroba, pH dan komposisi medium. Contoh
waktu kematian thermal (TDT/ thermal death time) untuk beberapa jenis bakteri adalah
sebagai berikut :
Nama mikrobia Waktu
(menit)
Suhu (0C)
Escherichia coli 20-30 57
Staphylococcus aureus 19 60
Spora Bacilus subtilis 20-50 100
Spora Clostridium botulinum 100-330 100
c. Suhu rendah
Apabila mikroba dihadapkan pada suhu rendah dapat menyebabkan gangguan
metabolisme. Skibat-akibatnya adalah (1) Cold shock , adalah penurunan suhu yang tiba-tiba
menyebabkan kematian bakteri, terutama pada bakteri muda atau pada fase logaritmik, (2)
Pembekuan (freezing), adalah rusaknya sel dengan adanya kristal es di dalam air
intraseluler, (3) Lyofilisasi , adalah proses pendinginan dibawah titik beku dalam keadaan
vakum secara bertingkat. Proses ini dapat digunakan untuk mengawetkan mikroba karena
air protoplasma langsung diuapkan tanpa melalui fase cair (sublimasi).
2. Kandungan air (pengeringan)
Setiap mikroba memerlukan kandungan air bebas tertentu untuk hidupnya,
biasanya diukur dengan parameter aw (water activity) atau kelembaban relatif. Mikroba
umumnya dapat tumbuh pada aw 0,998-0,6. bakteri umumnya memerlukan aw 0,90-0,999.
Mikroba yang osmotoleran dapat hidup pada aw terendah (0,6) misalnya khamir
Saccharomyces rouxii. Aspergillus glaucus dan jamur benang lain dapat tumbuh pada aw 0,8.
Bakteri umumnya memerlukan aw atau kelembaban tinggi lebih dari 0,98, tetapi bakteri
halofil hanya memerlukan aw 0,75. Mikroba yang tahan kekeringan adalah yang dapat
82
membentuk spora, konidia atau dapat membentuk kista. Tabel berikut ini memuat daftar aw
yang diperlukan oleh beberapa jenis bakteri dan jamur :
Nilai a Bakteri Jamur
1,00 Caulobacter
Spirillum
0,90 Lactobacilus
Bacillus
Fusarium
Mucor
0,85 Staphylococcus Debaromyces
0,80 Penicillium
0,75 Halobacterium Aspergillus
0,60 Xeromyces
3. Tekanan osmose
Tekanan osmose sebenarnya sangat erat hubungannya dengan kandungan air. Apabila
mikroba diletakkan pada larutan hipertonis, maka selnya akan mengalami plasmolisis, yaitu
terkelupasnya membran sitoplasma dari dinding sel akibat mengkerutnya sitoplasma. Apabila
diletakkan pada larutan hipotonis, maka sel mikroba akan mengalami plasmoptisa, yaitu pecahnya sel
karena cairan masuk ke dalam sel, sel membengkak dan akhirnya pecah.
Berdasarkan tekanan osmose yang diperlukan dapat dikelompokkan menjadi (1) mikroba
osmofil, adalah mikroba yang dapat tumbuh pada kadar gula tinggi, (2) mikroba halofil, adalah
mikroba yang dapat tumbuh pada kadar garam halogen yang tinggi, (3) mikroba halodurik, adalah
kelompok mikroba yang dapat tahan (tidak mati) tetapi tidak dapat tumbuh pada kadar garam tinggi,
kadar garamnya dapat mencapai 30 %.
Contoh mikroba osmofil adalah beberapa jenis khamir. Khamir osmofil mampu tumbuh
pada larutan gula dengan konsentrasi lebih dari 65 % wt/wt (aw = 0,94). Contoh mikroba halofil
adalah bakteri yang termasuk Archaebacterium, misalnya Halobacterium. Bakteri yang tahan pada
kadar garam tinggi, umumnya mempunyai kandungan KCl yang tinggi dalam selnya. Selain itu
bakteri ini memerlukan konsentrasi Kalium yang tinggi untuk stabilitas ribosomnya. Bakteri halofil
ada yang mempunyai membran purple bilayer, dinding selnya terdiri dari murein, sehingga tahan
terhadap ion Natrium.
4. Ion-ion dan listrik
a. Kadar ion hidrogen (pH)
Mikroba umumnya menyukai pH netral (pH 7). Beberapa bakteri dapat hidup pada pH
tinggi (medium alkalin). Contohnya adalah bakteri nitrat, rhizobia, actinomycetes, dan bakteri
pengguna urea. Hanya beberapa bakteri yang bersifat toleran terhadap kemasaman, misalnya
Lactobacilli, Acetobacter, dan Sarcina ventriculi. Bakteri yang bersifat asidofil misalnya
83
Thiobacillus. Jamur umumnya dapat hidup pada kisaran pH rendah. Apabila mikroba ditanam pada
media dengan pH 5 maka pertumbuhan didominasi oleh jamur, tetapi apabila pH media 8 maka
pertumbuhan didominasi oleh bakteri.
Berdasarkan pH-nya mikroba dapat dikelompokkan menjadi 3 yaitu (a) mikroba asidofil,
adalah kelompok mikroba yang dapat hidup pada pH 2,0-5,0, (b) mikroba mesofil (neutrofil), adalah
kelompok mikroba yang dapat hidup pada pH 5,5-8,0, dan (c) mikroba alkalifil, adalah kelompok
mikroba yang dapat hidup pada pH 8,4-9,5. Contoh pH minimum, optimum, dan maksimum untuk
beberapa jenis bakteri adalah sebagai berikut :
pH
Nama mikroba
minimum optimum maksimum
Escherichia coli
Proteus vulgaris
Enterobacter
aerogenes
Pseudomonas
aeruginosa
Clostridium
sporogenes
Nitrosomonas spp
Nitrobacter spp
Thiobacillus
Thiooxidans
Lactobacillus
acidophilus
4,4
4,4
4,4
5,6
5,0-5,8
7,0-7,6
6,6
1,0
4,0-4,6
6,0-7,0
6,0-7,0
6,0-7,0
6,6-7,0
6,0-7,6
8,0-8,8
7,6-8,6
2,0-2,8
5,8-6,6
9,0
8,4
9,0
8,0
8,5-9,0
9,4
10,0
4,0-6,0
6,8
b. Buffer
Untuk menumbuhkan mikroba pada media memerlukan pH yang konstan, terutama pada
mikroba yang dapat menghasilkan asam. Misalnya Enterobacteriaceae dan beberapa
Pseudomonadaceae. Oleh karenanya ke dalam medium diberi tambahan buffer untuk menjaga
agar pH nya konstan. Buffer merupakan campuran garam mono dan dibasik, maupun senyawasenyawa
organik amfoter. Sebagai contoh adalah buffer fosfat anorganik dapat mempertahankan
pH diatas 7,2. Cara kerja buffe adalah garam dibasik akan mengadsorbsi ion H+ dan garam
monobasik akan bereaksi dengan ion OH-
c. Ion-ion lain
Logam berat seperti Hg, Ag, Cu, Au, dan Pb pada kadar rendah dapat bersifat meracun
(toksis). Logam berat mempunyai daya oligodinamik, yaitu daya bunuh logam berat pada kadar
rendah. Selain logam berat, ada ion-ion lain yang dapat mempengaruhi kegiatan fisiologi
mikroba, yaitu ion sulfat, tartrat, klorida, nitrat, dan benzoat. Ion-ion tersebut dapat mengurangi
84
pertumbuhan mikroba tertentu. Oleh karena itu sering digunakan untuk mengawetkan suatu
bahan, misalnya digunakan dalam pengawetan makanan. Ada senyawa lain yang juga
mempengaruhi fisiologi mikroba, misalnya asam benzoat, asam asetat, dan asam sorbat.
d. Listrik
Listrik dapat mengakibatkan terjadinya elektrolisis bahan penyusun medium
pertumbuhan. Selain itu arus listrik dapat menghasilkan panas yang dapat mempengaruhi
pertumbuhan mikroba. Sel mikroba dalam suspensi akan mengalami elektroforesis apabila dilalui
arus listrik. Arus listrik tegangan tinggi yang melalui suatu cairan akan menyebabkan terjadinya
shock karena tekanan hidrolik listrik. Kematian mikroba akibat shock terutama disebabkan oleh
oksidasi. Adanya radikal ion dari ionisasi radiasi dan terbentuknya ion logam dari elektroda juga
menyebabkan kematian mikroba.
e. Radiasi
Radiasi menyebabkan ionisasi molekul-molekul di dalam protoplasma. Cahaya umumnya
dapat merusak mikroba yang tidak mempunyai pigmen fotosintesis. Cahaya mempunyai
pengaruh germisida, terutama cahaya bergelombang pendek dan bergelombang panjang.
Pengaruh germisida dari sinar bergelombang panjang disebabkan oleh panas yang
ditimbulkannya, misalnya sinar inframerah. Sinar x (0,005-1,0 Ao), sinar ultra violet (4000-2950
Ao), dan sinar radiasi lain dapat membunuh mikroba. Apabila tingkat iradiasi yang diterima sel
mikroba rendah, maka dapat menyebabkan terjadinya mutasi pada mikroba.
f. Tegangan muka
Tegangan muka mempengaruhi cairan sehingga permukaan cairan tersebut menyerupai
membran yang elastis. Seperti telah diketahui protoplasma mikroba terdapat di dalam sel yang
dilindungi dinding sel, maka apabilaada perubahan tegangan muka dinding sel akan
mempengaruhi pula permukaan protoplasma. Akibat selanjutnya dapat mempengaruhi
pertumbuhan mikroba dan bentuk morfologinya. Zat-zat seperti sabun, deterjen, dan zat-zat
pembasah (surfaktan) seperti Tween80 dan Triton A20 dapat mengurangi tegangan muka
cairan/larutan. Umumnya mikroba cocok pada tegangan muka yang relatif tinggi.
g. Tekanan hidrostatik
Tekanan hidrostatik mempengaruhi metabolisme dan pertumbuhan mikroba. Umumnya
tekanan 1-400 atm tidak mempengaruhi atau hanya sedikit mempengaruhi metabolisme dan
pertumbuhan mikroba. Tekanan hidrostatik yang lebih tinggi lagi dapat menghambat atau
menghentikan pertumbuhan, oleh karena tekanan hidrostatik tinggi dapat menghambat sintesis
85
RNA, DNA, dan protein, serta mengganggu fungsi transport membran sel maupun mengurangi
aktivitas berbagai macam enzim.Tekanan diatas 100.000 pound/inchi2 menyebabkan denaturasi
protein. Akan tetapi ada mikroba yang tahan hidup pada tekanan tinggi (mikroba barotoleran),
dan ada mikroba yang tumbuh optimal pada tekanan tinggi sampai 16.000 pound/inchi2 (barofil).
Mikroba yang hidup di laut dalam umumnya adalah barofilik atau barotoleran. Sebagai contoh
adalah bakteri Spirillum.
h. Getaran
Getaran mekanik dapat merusakkan dinding sel dan membran sel mikroba. Oleh karena
itu getaran mekanik banyak dipakai untuk memperoleh ekstrak sel mikroba. Isi sel dapat
diperoleh dengan cara menggerus sel-sel dengan menggunakan abrasif atau dengan cara
pembekuan kemudian dicairkan berulang kali. Getaran suara 100-10.000 x/ detik juga dapat
digunakan untuk memecah sel.
B. FAKTOR BIOTIK
Di alam jarang sekali ditemukan mikroba yang hidup sebagai biakan murni, tetapi selalu
berada dalam asosiasi dengan jasad-jasad lain. Antar jasad dalam satu populasi atau antar
populasi jasad yang satu dengan yang lain saling berinteraksi.
1. Interaksi dalam satu populasi mikroba
Interaksi antar jasad dalam satu populasi yang sama ada dua macam, yaitu interaksi
positif maupun negatif. Interaksi positif menyebabkan meningkatnya kecepatan pertumbuhan
sebagai efek sampingnya. Meningkatnya kepadatan populasi, secara teoritis meningkatkan
kecepatan pertumbuhan. Interaksi positif disebut juga kooperasi. Sebagai contoh adalah
pertumbuhan satu sel mikroba menjadi koloni atau pertumbuhan pada fase lag (fase adaptasi).
Interaksi negatif menyebabkan turunnya kecepatan pertumbuhan dengan meningkatnya
kepadatan populasi. Misalnya populasi mikroba yang ditumbuhkan dalam substrat terbatas, atau
adanya produk metabolik yang meracun. Interaksi negatif disebut juga kompetisi. Sebagai contoh
jamur Fusarium dan Verticillium pada tanah sawah, dapat menghasilkan asam lemak dan H2S
yang bersifat meracun.
2. Interaksi antar berbagai macam populasi mikroba
Apabila dua populasi yang berbeda berasosiasi, maka akan timbul berbagai macam
interaksi. Interaksi tersebut menimbulkan pengaruh positif, negatif, ataupun tidak ada pengaruh
86
antar populasi mikroba yang satu dengan yang lain. Nama masing-masing interaksi adalah
sebagai berikut:
Pengaruh interaksi
Nama Interaksi
Populasi A Populasi B
Netralisme
Komensalisme
Sinergisme (protokooperasi)
Mutualisme (simbiosis)
Kompetisi
Amensalisme (antagonisme)
Predasi
Parasitisme
0
0
+
+
-
+
+
+
0
+
+
+
-
-
-
-
Keterangan: 0: tidak berpengaruh, +: pengaruh positif, -: pengaruh negatif
a. Netralisme
Netralisme adalah hubungan antara dua populasi yang tidak saling mempengaruhi. Hal
ini dapat terjadi pada kepadatan populasi yang sangat rendah atau secara fisik dipisahkan dalam
mikrohabitat, serta populasi yang keluar dari habitat alamiahnya. Sebagai contoh interaksi antara
mikroba allocthonous (nonindigenous) dengan mikroba autochthonous (indigenous), dan antar
mikroba nonindigenous di atmosfer yang kepadatan populasinya sangat rendah. Netralisme juga
terjadi pada keadaan mikroba tidak aktif, misal dalam keadaan kering beku, atau fase istirahat
(spora, kista).
b. Komensalisme
Hubungan komensalisme antara dua populasi terjadi apabila satu populasi diuntungkan
tetapi populasi lain tidak terpengaruh. Contohnya adalah:
- Bakteri Flavobacterium brevis dapat menghasilkan ekskresi sistein. Sistein dapat
digunakan oleh Legionella pneumophila.
- Desulfovibrio mensuplai asetat dan H2 untuk respirasi anaerobik Methanobacterium.
c. Sinergisme
Suatu bentuk asosiasi yang menyebabkan terjadinya suatu kemampuan untuk dapat
melakukan perubahan kimia tertentu di dalam substrat. Apabila asosiasi melibatkan 2 populasi
atau lebih dalam keperluan nutrisi bersama, maka disebut sintropisme. Sintropisme sangat
penting dalam peruraian bahan organik tanah, atau proses pembersihan air secara alami.
Contoh sinergisme: Streptococcus faecalis dan Escherichia coli
E. coli
Arginine Agmatine
S. faecalis E. coli
87
Ornithine Putrescine
Contoh sintropisme: Senyawa A
Populasi mikroba 1
Senyawa B
Populasi mikroba 2
Senyawa C
Populasi mikroba 3
Energi dan hasil akhir
d. Mutualisme (Simbiosis)
Mutualisme adalah asosiasi antara dua populasi mikroba yang keduanya saling
tergantung dan sama-sama mendapat keuntungan. Mutualisme sering disebut juga simbiosis.
Simbiosis bersifat sangat spesifik (khusus) dan salah satu populasi anggota simbiosis tidak dapat
digantikan tempatnya oleh spesies lain yang mirip. Contohnya adalah Bakteri Rhizobium sp. yang
hidup pada bintil akar tanaman kacang-kacangan. Contoh lain adalah Lichenes (Lichens), yang
merupakan simbiosis antara algae sianobakteria dengan fungi. Algae (phycobiont) sebagai
produser yang dapat menggunakan energi cahaya untuk menghasilkan senyawa organik. Senyawa
organik dapat digunakan oleh fungi (mycobiont), dan fungi memberikan bentuk perlindungan
(selubung) dan transport nutrien / mineral serta membentuk faktor tumbuh untuk algae.
Lichenes
88
e. Kompetisi
Hubungan negatif antara 2 populasi mikroba yang keduanya mengalami kerugian.
Peristiwa ini ditandai dengan menurunnya sel hidup dan pertumbuhannya. Kompetisi terjadi pada
2 populasi mikroba yang menggunakan nutrien / makanan yang sama, atau dalam keadaan nutrien
terbatas. Contohnya adalah antara protozoa Paramaecium caudatum dengan Paramaecium
aurelia.
f. Amensalisme (Antagonisme)
Satu bentuk asosiasi antar spesies mikroba yang menyebabkan salah satu pihak dirugikan,
pihak lain diuntungkan atau tidak terpengaruh apapun. Umumnya merupakan cara untuk
melindungi diri terhadap populasi mikroba lain. Misalnya dengan menghasilkan senyawa asam,
toksin, atau antibiotika. Contohnya adalah bakteri Acetobacter yang mengubah etanol menjadi
asam asetat. Thiobacillus thiooxidans menghasilkan asam sulfat. Asam-asam tersebut dapat
menghambat pertumbuhan bakteri lain. Bakteri amonifikasi menghasilkan ammonium yang dapat
menghambat populasi Nitrobacter.
g. Parasitisme
Parasitisme terjadi antara dua populasi, populasi satu diuntungkan (parasit) dan populasi
lain dirugikan (host / inang). Umumnya parasitisme terjadi karena keperluan nutrisi dan bersifat
spesifik. Ukuran parasit biasanya lebih kecil dari inangnya. Terjadinya parasitisme memerlukan
kontak secara fisik maupun metabolik serta waktu kontak yang relatif lama. Contohnya adalah
bakteri Bdellovibrio yang memparasit bakteri E. coli. Jamur Trichoderma sp. memparasit jamur
Agaricus sp.
h. Predasi
Hubungan predasi terjadi apabila satu organisme predator memangsa atau memakan dan
mencerna organisme lain (prey). Umumnya predator berukuran lebih besar dibandingkan prey,
dan peristiwanya berlangsung cepat. Contohnya adalah Protozoa (predator) dengan bakteri (prey).
Protozoa Didinium nasutum (predator) dengan Paramaecium caudatum (prey).
89
XI. NUTRISI DAN MEDIUM MIKROBA
Medium pertumbuhan (disingkat medium) adalah tempat untuk menumbuhkan
mikroba. Mikroba memerlukan nutrisi untuk memenuhi kebutuhan energi dan untuk
bahan pembangun sel, untuk sintesa protoplasma dan bagian-bagian sel lain. Setiap
mikroba mempunyai sifat fisiologi tertentu, sehingga memerlukan nutrisi tertentu pula.
Susunan kimia sel mikroba relatif tetap, baik unsur kimia maupun senyawa yang
terkandung di dalam sel. Dari hasil analisis kimia diketahui bahwa penyusun utama sel
adalah unsur kimia C, H, O, N, dan P, yang jumlahnya + 95 % dari berat kering sel,
sedangkan sisanya tersusun dari unsur-unsur lain (Tabel ). Apabila dilihat susunan
senyawanya, maka air merupakan bagian terbesar dari sel, sebanyak 80-90 %, dan
bagian lain sebanyak 10-20 % terdiri dari protoplasma, dinding sel, lipida untuk
cadangan makanan, polisakarida, polifosfat, dan senyawa lain.
Tabel 11.1. Susunan unsur-unsur penyusun sel bakteri E. coli
Unsur-unsur kimia Persentase berat kering
Carbon (C)
Oksigen (O)
Nitrogen (N)
Hidrogen (H)
Fosfor (P)
Belerang (S)
Kalium (K)
Natrium (Na)
Kalsium (Ca)
Magnesium (Mg)
Klor (Cl)
Besi (Fe)
Lain-lain
50
20
14
8
3
1
1
1
0,5
0,5
0,5
0,2
0,3
A. FUNGSI NUTRISI UNTUK MIKROBA
Setiap unsur nutrisi mempunyai peran tersendiri dalam fisiologi sel. Unsur
tersebut diberikan ke dalam medium sebagai kation garam anorganik yang jumlahnya
berbeda-beda tergantung pada keperluannya. Beberapa golongan mikroba misalnya
diatomae dan alga tertentu memerlukan silika (Si) yang biasanya diberikan dalam
bentuk silikat untuk menyusun dinding sel. Fungsi dan kebutuhan natrium (Na) untuk
90
beberapa jasad belum diketahui jumlahnya. Natrium dalam kadar yang agak tinggi
diperlukan oleh bakteri tertentu yang hidup di laut, algae hijau biru, dan bakteri
fotosintetik. Natrium tersebut tidak dapat digantikan oleh kation monovalen yang lain.
Jasad hidup dapat menggunakan makanannya dalam bentuk padat maupun cair
(larutan). Jasad yang dapat menggunakan makanan dalam bentuk padat tergolong tipe
holozoik, sedangkan yang menggunakan makanan dalam bentuk cair tergolong tipe
holofitik. Jasad holofitik dapat pula menggunakan makanan dalam bentuk padat, tetapi
makanan tersebut harus dicernakan lebih dulu di luar sel dengan pertolongan enzim
ekstraseluler. Pencernaan di luar sel ini dikenal sebagai extracorporeal digestion.
Bahan makanan yang digunakan oleh jasad hidup dapat berfungsi sebagai
sumber energi, bahan pembangun sel, dan sebagai aseptor atau donor elektron. Dalam
garis besarnya bahan makanan dibagi menjadi tujuh golongan yaitu air, sumber energi,
sumber karbon, sumber aseptor elektron, sumber mineral, faktor tumbuh, dan sumber
nitrogen.
1. Air
Air merupakan komponen utama sel mikroba dan medium. Funsi air adalah
sebagai sumber oksigen untuk bahan organik sel pada respirasi. Selain itu air berfungsi
sebagai pelarut dan alat pengangkut dalam metabolisme.
2. Sumber energi
Ada beberapa sumber energi untuk mikroba yaitu senyawa organik atau
anorganik yang dapat dioksidasi dan cahaya terutama cahaya matahari.
3. Sumber karbon
Sumber karbon untuk mikroba dapat berbentuk senyawa organik maupun
anorganik. Senyawa organik meliputi karbohidrat, lemak, protein, asam amino, asam
organik, garam asam organik, polialkohol, dan sebagainya. Senyawa anorganik
misalnya karbonat dan gas CO2 yang merupakan sumber karbon utama terutama untuk
tumbuhan tingkat tinggi.
4. Sumber aseptor elektron
Proses oksidasi biologi merupakan proses pengambilan dan pemindahan
elektron dari substrat. Karena elektron dalam sel tidak berada dalam bentuk bebas,
maka harus ada suatu zat yang dapat menangkap elektron tersebut. Penangkap
elektron ini disebut aseptor elektron. Aseptor elektron ialah agensia pengoksidasi. Pada
91
mikrobia yang dapat berfungsi sebagai aseptor elektron ialah O2, senyawa organik, NO3
-
, NO2
-, N2O, SO4
=, CO2, dan Fe3+.
5. Sumber mineral
Mineral merupakan bagian dari sel. Unsur penyusun utama sel ialah C, O, N, H,
dan P. unsur mineral lainnya yang diperlukan sel ialah K, Ca, Mg, Na, S, Cl. Unsur
mineral yang digunakan dalam jumlah sangat sedikit ialah Fe, Mn, Co, Cu, Bo, Zn, Mo,
Al, Ni, Va, Sc, Si, Tu, dan sebagainya yang tidak diperlukan jasad. Unsur yang
digunakan dalam jumlah besar disebut unsur makro, dalam jumlah sedang unsur oligo,
dan dalam jumlah sangat sedikit unsur mikro. Unsur mikro sering terdapat sebagai
ikutan (impurities) pada garam unsur makro, dan dapat masuk ke dalam medium lewat
kontaminasi gelas tempatnya atau lewat partikel debu.
Selain berfungsi sebagai penyusun sel, unsur mineral juga berfungsi untuk
mengatur tekanan osmose, kadar ion H+ (kemasaman, pH), dan potensial oksidasireduksi
(redox potential) medium.
6. Faktor tumbuh
Faktor tumbuh ialah senyawa organik yang sangat diperlukan untuk
pertumbuhan (sebagai prekursor, atau penyusun bahan sel) dan senyawa ini tidak dapat
disintesis dari sumber karbon yang sederhana. Faktor tumbuh sering juga disebut zat
tumbuh dan hanya diperlukan dalam jumlah sangat sedikit.
Berdasarkan struktur dan fungsinya dalam metabolisme, faktor tumbuh
digolongkan menjadi asam amino, sebagai penyusun protein; base purin dan pirimidin,
sebagai penyusun asam nukleat; dan vitamin sebagai gugus prostetis atau bagian aktif
dari enzim.
7. Sumber nitrogen
Mikroba dapat menggunakan nitrogen dalam bentuk amonium, nitrat, asam
amino, protein, dan sebagainya. Jenis senyawa nitrogen yang digunakan tergantung
pada jenis jasadnya. Beberapa mikroba dapat menggunakan nitrogen dalam bentuk gas
N2 (zat lemas) udara. Mikroba ini disebut mikrobia penambat nitrogen.
B. PENGGOLONGAN MIKROBA BERDASARKAN NUTRISI DAN OKSIGEN
92
1. Berdasarkan sumber karbon
Berdasarkan atas kebutuhan karbon jasad dibedakan menjadi jasad ototrof dan
heterotrof. Jasad ototrof ialah jasad yang memerlukan sumber karbon dalam bentuk
anorganik, misalnya CO2 dan senyawa karbonat. Jasad heterotrof ialah jasad yang
memerlukan sumber karbon dalam bentuk senyawa organik. Jasad heterotrof dibedakan
lagi menjadi jasad saprofit dan parasit. Jasad saprofit ialah jasad yang dapat
menggunakan bahan organik yang berasal dari sisa jasad hidup atau sisa jasad yang
telah mati. Jasad parasit ialah jasad yang hidup di dalam jasad hidup lain dan
menggunakan bahan dari jasad inang (hospes)-nya. Jasad parasit yang dapat
menyebabkan penyakit pada inangnya disebut jasad patogen.
2. Berdasarkan sumber energi
Berdasarkan atas sumber energi jasad dibedakan menjadi jasad fototrof, jika
menggunakan energi cahaya; dan khemotrof, jika menggunakan energi dari reaksi
kimia. Jika didasarkan atas sumber energi dan karbonnya, maka dikenal jasad
fotoototrof, fotoheterotrof, khemoototrof dan khemoheterotrof. Perbedaan dari keempat
jasad tersebut sbb:
jasad Sumber karbon Sumber energi
Fotoototrof
Fotoheterotrof
Khemotrof
khemoheterotrof
Zat anorganik
Zat organik
Zat anorganik
Zat organik
Cahaya matahari
Cahaya matahari
Oksidasi zat anorganik
Oksidasi zat organik
3. Berdasarkan sumber donor elektron
Berdasarkan atas sumber donor elektron jasad digolongkan manjadi jasad litotrof
dan organotrof. Jasad litotrof ialah jasad yang dapat menggunakan donor elektron
dalam bentuk senyawa anorganik seperti H2, NH3, H2S, dan S. jasad organotrof ialah
jasad yang menggunakan donor elektron dalam bentuk senyawa organik.
4. Berdasarkan sumber energi dan donor elektron
Berdasarkan atas sumber energi dan sumber donor elektron jasad dapat
digolongkan menjadi jasad fotolitotrof, fotoorganotrof, khemolitotrof, dan
khemoorganotrof. Perbedaan keempat golongan jasad tersebut sbb:
jasad Sumber energi Sumber donor
elektron
contoh
Fotolitotrof
Fotoorganotrof
Cahaya
Cahaya
Zat anorganik
Zat organik
Tumbuhan tingkat tinggi, alga
Bakteri belerang fotosintetik
93
Khemolitotrof
Khemoorganotrof
Oksidasi zat
anorganik
Oksidasi zat organik
Zat anorganik
Zat organik
Bakteri besi, bakteri
hidrogen, bakteri nitrifikasi
Jasad heterotrof
5. Berdasarkan kebutuhan oksigen
Berdasarkan akan kebutuhan oksigen, jasad dapat digolongkan dalam jasad
aerob, anaerob, mikroaerob, anaerob fakultatif, dan kapnofil.
Jasad aerob ialah jasad yang menggunakan oksigen bebas (O2) sebagai satusatunya
aseptor hidrogen yang terakhir dalam proses respirasinya. Jasa anaerob, sering
disebut anaerob obligat atau anaerob 100% ialah jasad yang tidak dapat menggunakan
oksigen bebas sebagai aseptor hidrogen terakhir dalam proses respirasinya. Jasad
mikroaerob ialah jasad yang hanya memerlukan oksigen dalam jumlah yang sangat
sedikit. Jasad aerob fakultatif ialah jasad yang dapat hidup dalam keadaan anaerob
maupun aerob. Jasad ini juga bersifat anaerob toleran. Jasad kapnofil ialah jasad yang
memerlukan kadar oksigen rendah dan kadar CO2 tinggi.
C. INTERAKSI ANTAR JASAD DALAM MENGGUNAKAN NUTRIEN
Jika dua atau lebih jasad yang berbeda ditumbuhkan bersama-sama dalam
suatu medium, maka aktivitas metabolismenya secara kualitatif maupun kuantitatif akan
berbeda jika dibandingkan dengan jumlah aktivitas masing-masing jasad yang
ditumbuhkan dalam medium yang sama tetapi terpisah.
Fenomena ini merupakan hasil interaksi metabolisme atau interaksi dalam
penggunaan nutrisi yang dikenal sebagai sintropik atau sintropisme atau sinergitik.
Sebagai contoh ialah bakteri penghasil metan yang anaerob obligat tidak dapat
menggunakan glukosa sebagai substrat, tetapi bakteri tersebut akan segera tumbuh
oleh adanya hasil metabolisme bakteri anaerob lain yang dapat menggunakan glukosa.
Contoh lain ialah biakan campuran yang terdiri atas dua jenis mikroba atau lebih
sering tidak memerlukan faktor tumbuh untuk pertumbuhannya. Mikroba yang dapat
mensintesis bahan selnya dari senyawa organik sederhana dalam medium, akan
mengekskresikan berbagai vitamin atau asam amino yang sangat penting untuk mikroba
lainnya. Adanya ekskresi tersebut memungkinkan tumbuhnya mikroba lain. Kenyataan
ini dapat menimbulkan koloni satelit yang dapat dilihat pada medium padat. Koloni satelit
94
hanya dapat tumbuh kalau ada ekskresi dari mikroba lain yang menghasilkan faktor
tumbuh esensiil bagi mikroba tersebut.
Bentuk interaksi lain adalah cross feeding yang merupakan bentuk sederhana
dari simbiose mutualistik. Dalam interaksi ini pertumbuhan jasad yang satu tergantung
pada pertumbuhan jasad lainnya, karena kedua jasad tersebut saling memerlukan faktor
tumbuh esensiil yang diekskresikan oleh masing-masing jasad.
D. MEDIUM PERTUMBUHAN MIKROBA
Susunan dan kadar nutrisi suatu medium untuk pertumbuhan mikroba harus
seimbang agar mikroba dapat tumbuh optimal. Hal ini perlu dikemukakan mengingat
banyak senyawa yang menjadi zat penghambat atau racun bagi mikroba jika kadarnya
terlalu tinggi (misalnya garam dari asam lemak, gula, dan sebagainya). Banyak alga
yang sangat peka terhadap fosfat anorganik. Disamping itu dalam medium yang terlalu
pekat aktivitas metabolisme dan pertumbuhan mikroba dapat berubah. Perubahan faktor
lingkungan menyebabkan aktivitas fisiologi mikroba dapat terganggu, bahkan mikroba
dapat mati.
Medium memerlukan kemasaman (pH) tertentu tergantung pada jenis jasad yang
ditumbuhkan. Aktivitas metabolisme mikroba dapat mengubah pH, sehingga untuk
mempertahankan pH medium ditambahkan bahan buffer. Beberapa komponen
penyusun medium dapat juga berfungsi sebagai buffer.
E. MACAM MEDIUM PERTUMBUHAN
1. Medium dasar/ basal mineral
Medium dasar adalah medium yang mengandung campuran senyawa anorganik.
Medium dasar ini selanjutnya ditambah zat lain apabila diperlukan, misalnya sumber
karbon, sumber energi, sumber nitrogen, faktor tumbuh, dan faktor lingkungan yang
penting seperti pH dan oksigen serta tekanan osmosis.
2. Medium sintetik
Medium sintetik adalah medium yang seluruh susunan kimia dan kadarnya telah
diketahui dengan pasti. Sebagai contoh adalah medium dasar yang ditambah NH4Cl
(medium 1) dengan sumber karbon berupa gas CO2, apabila diinkubasikan dalam
keadaan gelap dapat digunakan untuk menumbuhkan bakteri nitrifikasi khemoototrof,
95
misalnya bakteri Nitrosomonas. Bakteri ini memperoleh energi dari oksidasi amonium,
selain itu amonium juga berfungsi sebagai sumber nitrogen.
Contoh lain adalah medium dengan susunan sama dengan medium 1 tetapi
ditambah glukosa (medium 2). Dalam keadaan aerob merupakan medium untuk
perbanyakan jamur dan bakteri yang bersifat heterotrof. Glukosa berfungsi sebagai
sumber karbon dan sumber energi. Dalam keadaan anaerob, medium ini dapat
digunakan untuk menumbuhkan bakteri fakultatif anaerob maupun anaerob obligat.
Energi diperoleh dari hasil fermentasi glukosa.
Untuk menumbuhkan mikroba yang memerlukan faktor tumbuh dapat
menggunakan medium yang komposisinya sama dengan medium 2 tetapi ditambah
asam nikotinat (vitamin) sebagai faktor tumbuh (medium 3).
3. Medium kompleks
Medium kompleks adalah medium yang susunan kimianya belum diketahui
dengan pasti. Sebagai contoh medium ini adalah medium dasar yang ditambah glukosa
dan ekstrak khamir (medium 4). Susunan kimia ekstrak khamir tidak diketahui secara
pasti, tetapi mengandung berbagai faktor tumbuh yang sering diperlukan oleh mikroba.
Medium ini dapat untuk menumbuhkan mikroba khemoheterotrof aerob maupun
anaerob baik yang memerlukan maupun yang tidak memerlukan faktor tumbuh. Medium
yang juga termasuk medium kompleks adalah yang mengandung ekstrak tanah.
Tabel 11.2. Contoh susunan medium dasar dan medium sintetik
Medium dasar Bahan tambahan
Medium 1 Medium 2 Medium 3 Medium 4
Air, 1 liter
K2HPO4,
1 gram
MgSO4.7H2O,
0,2 gram
FeSO4.7H2O,
0,01 gram
CaCl2,
0,01 gram
Unsur mikro
(garam
anorganik
NH4Cl, 1 gram Glukosa,
5 gram
NH4Cl, 1 gram
Glukosa,
5 gram
NH4Cl, 1 gram
Asam nikotinat,
0,1 gram
Glukosa,
5 gram
Ekstrak khamir
96
Mn,Mo, Cu, Co,
Zn), masingmasing
0,02-
0,5 mg
4. Medium diperkaya
Medium Medium diperkaya adalah medium yang ditambah zat tertentu yang
merupakan nutrisi spesifik untuk jenis mikroba tertentu. Medium ini digunakan untuk
membuat kultur diperkaya (enrichment culture) dan untuk mengisolasi mikroba spesifik,
dengan cara mengatur faktor lingkungan (suhu, pH, cahaya), kebutuhan nutrisi spesifik
dan sifat fisiologinya. Dengan demikian dapat disusun medium diperkaya untuk bakteri
yang bersifat khemoheterotrof, khemoototrof, fotosintetik, dan untuk mikroba lain yang
bersifat spesifik.
97
XII. PERANAN MIKROBA DI BIDANG KESUBURAN TANAH
A. MIKROHABITAT DALAM TANAH
1. Mikrohabitat dalam struktur tanah
Di setiap tempat seperti dalam tanah, udara maupun air selalu dijumpai
mikroba. Umumnya jumlah mikroba dalam tanah lebih banyak daripada dalam air
ataupun udara. Umumnya bahan organik dan senyawa anorganik lebih tinggi dalam
tanah sehingga cocok untuk pertumbuhan mikroba heterotrof maupun autotrof.
Keberadaan mikroba di dalam tanah terutama dipengaruhi oleh sifat kimia
dan fisika tanah. Komponen penyusun tanah yang terdiri atas pasir, debu, lempung dan
bahan organik maupun bahan penyemen lain akan membentuk struktur tanah. Struktur
tanah akan menentukan keberadaan oksigen dan lengas dalam tanah. Dalam hal ini
akan terbentuk lingkungan mikro dalam suatu struktur tanah. Mikroba akan membentuk
mikrokoloni dalam struktur tanah tersebut, dengan tempat pertumbuhan yang sesuai
dengan sifat mikroba dan lingkungan yang diperlukan. Dalam suatu struktur tanah dapat
dijumpai berbagai mikrokoloni seperti mikroba heterotrof pengguna bahan organik
maupun bakteri autotrof,dan bakteri aerob maupun anaerob. Untuk kehidupannya,
setiap jenis mikroba mempunyai kemampuan untuk merubah satu senyawa menjadi
senyawa lain dalam rangka mendapatkan energi dan nutrien. Dengan demikian adanya
mikroba dalam tanah menyebabkan terjadinya daur unsur-unsur seperti karbon,
nitrogen, fosfor dan unsur lain di alam.
98
2. Lingkungan rhizosfer
Akar tanaman merupakan habitat yang baik bagi pertumbuhan mikroba.
Interaksi antara bakteri dan akar tanaman akan meningkatkan ketersediaan nutrien bagi
keduanya. Permukaan akar tanaman disebut rhizoplane. Sedangkan rhizosfer adalah
selapis tanah yang menyelimuti permukaan akar tanaman yang masih dipengaruhi oleh
aktivitas akar. Tebal tipisnya lapisan rhizosfer antar setiap tanaman berbeda.
Rhizosfer merupakan habitat yang sangat baik bagi pertumbuhan mikroba
oleh karena akar tanaman menyediakan berbagai bahan organik yang umumnya
menstimulir pertumbuhan mikroba. Bahan organik yang dikeluarkan oleh akar dapat
berupa:
1. Eksudat akar : bahan yang dikeluarkan dari aktivitas sel akar hidup seperti gula,
asam amino, asam organik, asam lemak dan sterol, faktor
tumbuh, nukleotida, flavonon, enzim , dan miscellaneous.
2. Sekresi akar : bahan yang dipompakan secara aktif keluar dari akar.
3. Lisat akar : bahan yang dikeluarkan secara pasif saat autolisis sel akar.
4. Musigel : bahan sekresi akar, sisa sel epidermis, sel tudung akar
yang bercampur dengan sisa sel mikroba, produk metabolit,
koloid organik dan koloid anorganik
Enzim utama yang dihasilkan oleh akar adalah oksidoreduktase, hidrolase, liase, dan
transferase. Sedang enzim yang dihasilkan oleh mikroba di rhizosfer adalah selulase,
dehidrogenase, urease, fosfatase dan sulfatase.
Dengan adanya berbagai senyawa yang menstimulir pertumbuhan mikroba,
menyebabkan jumlah mikroba di lingkungan rhizosfer sangat tinggi. Perbandingan
jumlah mikroba dalam rhizosfer (R) dengan tanah bukan rhizosfer (S) yang disebut
nisbah R/S, sering digunakan sebagai indeks kesuburan tanah. Semakin subur tanah,
maka indeks R/S semakin kecil, yang menandakan nutrisi dalam tanah bukan rhizosfer
juga tercukupi (subur). Sebaliknya semakin tidak subur tanah, maka indeks R/S semakin
besar, yang menandakan nutrisi cukup hanya di lingkungan rhizosfer yang berasal dari
bahan organik yang dikeluarkan akar, sedang di tanah non-rhizosfer nutrisi tidak
mencukupi (tidak subur). Nilai R/S umumnya berkisar antara 5-20.
Mikroba rhizosfer dapat memberi keuntungan bagi tanaman, oleh karena:
1. Mikroba dapat melarutkan dan menyediakan mineral seperti N,P, Fe dan unsur lain.
99
2. Mikroba dapat menghasilkan vitamin, asam amino, auxin
dan giberelin yang dapat menstimulir pertumbuhan
tanaman.
3. Mikroba menguntungkan akan menghambat
pertumbuhan bakteri lain yang
patogenik dengan menghasilkan antibiotik.
Pseudomonadaceae merupakan kelompok bakteri rhizosfer (rhizobacteria) yang dapat menghasilkan senyawa
yang dapat menstimulir pertumbuhan tanaman. Contoh spesies yang telah banyak
diteliti dapat merangsang pertumbuhan tanaman adalah Pseudomonas fluorescens.
C. MIKROBA DAN NUTRISI TANAMAN
Berbagai kelompok mikroba di dalam tanah berperanan penting dalam
penyediaan unsur hara bagi tanaman. Dalam hal ini akan dibahas lebih lanjut menurut
unsur hara yang disediakan untuk tanaman.
1. Transformasi nitrogen (N)
Unsur N adalah komponen utama protoplasma, terdapat dalam jumlah besar
dalam bentuk teroksidasi. Bahan yang mengandung N dapat mengalami amonifikasi,
nitrifikasi, dan denitrifikasi, tergantung bentuk senyawa-N dan lingkungannya.
Beberapa reaksi redoks kunci dalam daur N di alam semuanya dilakukan
oleh mikroba. Secara termodinamik N2 gas adalah bentuk paling stabil dan seimbang.
Jumlah N terbesar di udara sebagai gas N2 yang merupakan sumber utama N. Untuk
memecahkan ikatan rangkap 3 N=N diperlukan energi yang besar, berarti penggunaan
N2 adalah proses yang memerlukan energi besar. Hanya sejumlah kecil jasad yang
dapat menggunakan N2 dalam proses penambatan (fiksasi) N2, yang menyebabkan N
lebih mudah digunakan yaitu dalam bentuk amonia dan nitrat. Oleh karena N2 gas
merupakan sumber utama N maka penambatan N2 secara ekologis sangat penting.
Dalam daur N secara global terjadi pemindahan dari atmosfer ke dalam
tanah. Sebagian gas N berupa oksida (N2O), dan sebagian lain berbentuk gas NH3.
Pemindahan antara tanah dan air terutama sebagai N-organik, ion ammonium, dan ion
nitrat.
a. Penambatan Nitrogen (N2) oleh Bakteri Tanah
Penambatan N2 dapat terjadi secara simbiotik, nonsimbiotik, dan kimia.
Nitrogenase adalah ensim utama dalam penambatan N2 udara secara biologis. Ensim ini
100
mempunyai dua macam protein, yang satu mengandung Mo dan Fe dan yang lain
mengandung Fe. Ensim ini sangat sensitif terhadap O2 dan aktivitasnya memerlukan
tekanan O2 sangat rendah. Selain itu juga diperlukan ATP, feredoksin, pereduksi dan
mungkin sitokrom dan koensim. Reaksinya adalah sebagai berikut:
N2 + 6 e- 2 NH3 ( G= 15 Kkal)
Reaksi ini memerlukan energi karena G bernilai positif. Amonia yang dibebaskan
diasimilasi menjadi asam amino yang selanjutnya disusun menjadi protein.
Dalam lingkungan tanah, penambatan N2 terbesar dilakukan oleh bakteri
Rhizobium (Bakteri yang bersimbiosis dalam perakaran legum). Jumlah N2 yang
ditambat oleh bakteri ini 2-3 kali lebih besar daripada oleh jasad nonsimbiotik. Bakteri
Rhizobium yang bersimbiosis dengan akar tanaman kedelai atau alfalfa dapat
menambat lebih dari 300 kg N/ha/th, sedang penambat N yang hidup bebas Azotobacter
hanya mampu menambat 0.5-2.5 kg N/ha/th.
Selain Azotobacter, bakteri lain yang dapat menambat N2 udara adalah
spesies-spesies Beijerinckia, Chromatium, Rhodopseudomonas, Rhodospirillum,
Rhodomicrobium, Chlorobium, Chloropseudomonas, Desulfovibrio, Desulfotomaculum,
Klebsiella, Bacillus, Clostridium, Azospirillum, Pseudomonas, Vibrio, Thiobacillus, dan
Methanobacillus. Kecepatan penambatan N2 udara oleh jasad non-simbiotik kecil, tetapi
mikroba ini distribusinya dalam tanah tersebar luas, sehingga peranannya penting.
Kecepatan penambatan N2 udara oleh Azotobacter dan Azospirillum lebih tinggi di
daerah rhizosfer daripada dalam tanah di luar daerah perakaran. Hal ini disebabkan
karena adanya bahan organik dari eksudat akar.
Pada lingkungan tanah tergenang, sianobakteria seperti Anabaena dan
Nostoc merupakan jasad yang paling penting dalam menambat N2 udara. Sebagian
sianobakteria membentuk heterosis yang memisahkan nitrogenase yang sensitif
terhadap O2 dari ekosistem yang menggunakan O2 (lingkungan aerobik). Sianobakteria
pada tanah sawah yang ditanami padi, dalam keadaan optimum dapat menambat 100-
150 kg N/ha/tahun. Sianobakteria penambat nitrogen dapat hidup bersimbiosis dengan
jasad lain, seperti dengan jamur pada lumut kerak (Lichenes), dengan tanaman air
Azolla misalnya Anabaena azollae.
101
b. Amonifikasi
Berbagai tanaman, binatang, dan mikroba dapat melakukan proses
amonifikasi. Amonifikasi adalah proses yang mengubah N-organik menjadi N-ammonia.
Bentuk senyawa N dalam jasad hidup dan sisa-sisa organik sebagian besar terdapat
dalam bentuk amino penyusun protein. Senyawa N organik yang lain adalah khitin,
peptidoglikan, asam nukleat, selain itu juga terdapat senyawa N-organik yang banyak
dibuat dan digunakan sebagai pupuk yaitu urea.
Proses amonifikasi dari senyawa N-organik pada prinsipnya merupakan
reaksi peruraian protein oleh mikroba. Secara umum proses perombakan protein dimulai
dari peran ensim protease yang dihasilkan mikroba sehingga dihasilkan asam amino.
Selanjutnya tergantung macam asam aminonya dan jenis mikroba yang berperan maka
asam-asam amino akan dapat terdeaminasi melalui berbagai reaksi dengan hasil
akhirnya nitrogen dibebaskan sebagai ammonia. Reaksi umumnya adalah sebagai
berikut:
protease deaminasi
PROTEIN ASAM AMINO NH3O
Urea yang mengalami proses amonifikasi akan terhidrolisis oleh adanya
ensim urease yang dihasilkan oleh mikroba tanah. Urea yang dimasukkan ke dalam
tanah akan mengalami proses amonifikasi sebagai berikut:
CO(NH2)2 + H2O urease 2 NH3 + CO2
Dalam keadaan asam dan netral amonia berada sebagai ion amonium.
Sebagian amonia hasil amonifikasi dibebaskan sebagai gas NH3 ke atmosfer, sehingga
lepas dari sistem tanah. Amonia dan bentuk nitrogen lain di eko-atmosfer dapat
mengalami perubahan kimia dan fotokimia, sehingga dapat kembali ke litosfer dan
hidrosfer bersama-sama air hujan. Ion amonium dapat diasimilasi tanaman dan mikroba,
selanjutnya diubah menjadi asam amino atau senyawa N lain. Di dalam sel, ammonia
direaksikan oleh glutamat atau glutamin sintase atau mengalami proses aminasi
langsung dengan asam-ketokarboksilat sehingga berubah menjadi asam amino.
102
c. Nitrifikasi
Dalam proses nitrifikasi, ammonia (NH3) atau ion NH4
+ dioksidasi menjadi
nitrit dan nitrat dengan reaksi sebagai berikut:
NH4
+ + 1,5 H2O NO2
- + 2 H+ + H2O ( G = -66 Kkal)
NO2
- + 0,5 O2 NO3
- ( G = -17 Kkal)
Proses ini dilakukan oleh mikroba khemoototrof, yang menggunakan energinya untuk
asimilasi karbon dalam bentuk CO2. Kedua langkah reaksi yang menghasilkan energi ini
dilakukan oleh jasad yang berbeda, tetapi reaksinya berlangsung bersamaan sehingga
jarang terjadi akumulasi NO2
-. Dalam reaksi tersebut dihasilkan ion H+, sehingga ada
kemungkinan dapat menurunkan pH lingkungan.
Di dalam tanah, genus utama pengoksidasi ammonia menjadi nitrit adalah
Nitrosomonas dan yang dominan menghasilkan nitrat adalah Nitrobacter. Mikroba lain
yang mampu mengoksidasi ammonia menjadi nitrit adalah Nitrospira, Nitrosococcus,
dan Nitrosolobus. Selain Nitrobacter, mikroba lain yang mampu mengubah nitrit menjadi
nitrat adalah Nitrospira, dan Nitrococcus. Bakteri tanah yang mengoksidasi ammonium
menjadi nitrit dan nitrat umumnya mempunyai sifat khemoautotrofik. Kelompok bakteri
ini mampu menggunakan senyawa anorganik sebagai satu-satunya sumber energi dan
menggunakan CO2 sebagai sumber karbon. Selain itu terdapat mikroba heterotrof baik
bakteri maupun jamur juga berperan dalam proses nitrifikasi.
d. Reduksi Nitrat (Denitrifikasi)
Ion nitrat dapat diubah menjadi bahan organik oleh mikroba melalui proses
asimilasi reduksi nitrat. Sekelompok mikroba heterotrof termasuk bakteri, jamur dan
algae dapat mereduksi nitrat. Proses ini menggunakan sistem ensim nitrat dan nitrit
reduktase, membentuk ammonia yang kemudian disintesis menjadi protein.
Pada lingkungan tanpa oksigen, ion nitrit dapat berfungsi sebagai aseptor
elektron terakhir, yang dikenal sebagai proses respirasi nitrat atau asimilasi nitrat. Dalam
proses desimilasi reduksi nitrat, nitrat diubah menjadi bahan tereduksi sedang senyawa
organik dioksidasi. Pada keadaan anaerob, reaksi ini lebih banyak menghasilkan energi
dibandingkan energi yang dihasilkan oleh reaksi fermentasi.
Ada dua tipe desimilasi reduksi nitrat. Sekelompok mikroba fakultatif anaerob
seperti Alcaligenes, Escherichia, Aeromonas, Enterobacter, Bacillus, Flavobacterium,
Nocardia, Spirillum, Staphylococcus, dan Vibrio mampu mereduksi nitrat menjadi nitrit
103
dalam keadaan anaerob. Nitrit yang dihasilkan diekskresikan, sehingga mikroba dapat
mereduksinya melalui hidroksilamin ke ammonium. Ensim yang bekerja pada reaksi
tersebut melibatkan sistem ensim nitrat reduktase dan nitrit reduktase.
Mikroba pereduksi nitrat seperti Paracoccus denitrificans, Thiobacillus
denitrificans dan beberapa Pseudomonas mempunyai tahap reaksi reduksi yang lebih
lengkap sebagai berikut:
NO3
- NO2
- NO N2O N2
Reaksi denitrifikasi ini dapat terjadi dalam keadaan lingkungan anaerob pada tekanan
oksigen yang sangat rendah (reduktif). Walaupun demikian denitrifikasi juga dapat
terjadi dalam keadaan aerob apabila terdapat mikrohabitat anion. Mikroba denitrifikasi
utama di dalam tanah ialah genera Pseudomonas dan Alcaligenes. Mikroba lain yang
juga mampu mereduksi nitrat adalah Azospirillum, Rhizobium, Rhodopseudomonas, dan
Propionibacterium.
4. Transformasi fosfor oleh mikroba
Mikroba tanah dapat berperan dalam proses penyediaan unsur hara untuk
tanaman. Pada tanah-tanah kahat unsur hara tertentu yang perlu masukan tinggi untuk
memanipulasi secara kimia agar ketersediaannya meningkat, maka penyediaan secara
biologis dengan menggunakan mikroba menjadi sangat penting. Kenyataan di alam,
pada rhizosfer (daerah sekitar perakaran) setiap tanaman merupakan habitat yang
sangat baik untuk pertumbuhan mikroba. Oleh karenanya penggunaan mikroba yang
hidup di rhizosfer yang dapat meningkatkan serapan unsur hara tanaman menjadi
perhatian utama pada kajian ini. Mikroba yang berperan dalam transformasi P dalam
tanah adalah mikoriza yang bersimbiosis dengan perakaran tanaman dan mikroba
pelarut fosfat yang hidup bebas di daerah perakaran.
a. Vesikular Arbuskular Mikoriza
Pada keadaan tanah yang kurang menguntungkan bagi pertumbuhan tanaman,
telah ditemukan adanya simbiosis tanaman dengan sejenis jamur yang disebut mikoriza.
Mikoriza terdiri atas beberapa macam spesies, simbion untuk tanaman pertanian pada
umumnya adalah endomikoriza yang dikenal sebagai vesikular arbuskular mikoriza
(VAM). Tanaman memerlukan mikoriza untuk pengambilan unsur hara terutama
kemampuannya untuk meningkatkan serapan P, sehingga dapat membantu
pertumbuhan tanaman terutama pada tanah-tanah kahat P.
104
Ektomikoriza
Perakaran tanaman yang terinfeksi mikoriza mempunyai daya serap yang lebih
besar terhadap air dan unsur hara, khususnya P, apabila dibandingkan dengan tanaman
tanpa mikoriza. Hal ini disebabkan adanya miselium jamur mikoriza yang tumbuh keluar
dari akar sehingga daya jangkau dan luas permukaan perakaran meningkat, akibatnya
dapat memperbesar daya serap akar. Diduga bahwa hifa eksternal mikoriza menyerap
ion secara intersepsi dan melalui pertukaran kontak langsung, sehingga penyerapan ion
oleh tanaman dengan cara tersebut menjadi lebih besar, sedangkan penyerapan secara
difusi dan aliran massa tetap berlangsung. Dengan demikian pada ketersediaan P yang
sama, maka tanaman bermikoriza dapat menyerap P yang lebih besar apabila
dibandingkan dengan tanaman tanpa mikoriza.
Tanaman bermikoriza mempunyai daya serap akar yang lebih besar sehingga
mengakibatkan unsur hara yang dapat diserap oleh tanaman juga meningkat. Oleh
karena sifat dan cara penyerapan unsur hara yang berbeda satu sama lain, maka
jumlah unsur hara yang dapat diserap oleh adanya miselium jamur mikoriza ini
kemungkinan juga berbeda, dan hal ini dapat menyebabkan respon mikoriza pada
serapan unsur hara tertentu sangat besar tetapi untuk unsur hara yang lain tidak sama.
Penyerapan unsur hara oleh tanaman dapat secara pasif dan aktif, ada yang
Vesikular Arbuskular Mikoriza
105
berpendapat bahwa pengaruh mikoriza lebih nyata pada unsur hara yang terutama
diserap tanaman secara pasif dan sifat ionnya tidak lincah, seperti fosfor yang terutama
diserap oleh akar secara difusi. Fosfor merupakan unsur penting penyusun ATP, dan
ATP merupakan bentuk energi tinggi yang sangat berperanan dalam penyerapan unsur
hara secara aktif, sehingga peningkatan serapan fosfor memungkinkan peningkatan
serapan unsur hara lain yang diserap secara aktif oleh perakaran tanaman.
Mikoriza adalah suatu bentuk hubungan simbiosis mutualistik antara jamur
(mykus) tanah kelompok tertentu dan perakaran (rhiza) tumbuhan tingkat tinggi.
Berdasarkan struktur tubuhnya dan cara infeksi terhadap tanaman inang, mikoriza dapat
dikelompokkan ke dalam 3 golongan besar yaitu Endomikoriza, Ektomikoriza, dan
Ektendomikoriza. Endomikoriza lebih dikenal dengan Vesikular Arbuskular Mikoriza atau
disingkat VAM, karena pada simbiosis dengan perakaran dapat membentuk arbuskul
dan vesikula di dalam akar tanaman. Berdasarkan struktur arbuskul atau vesikula yang
dibentuk, maka VAM dapat digolongkan ke dalam 2 sub ordo, yaitu Gigaspoinae dan
Glominae. Sub ordo Gigaspoinae terdiri atas satu famili Gigaspoceae yang
beranggotakan 2 genus yaitu Gigaspora sp. dan Scutellospora sp. Kedua genus ini tidak
membentuk struktur vesikula tetapi hanya membentuk arbuskul apabila berasosiasi
dengan akar tumbuhan. Salah satu anggota sub ordo Glominae adalah Glomus sp.
Vesikular Arbuskular Mikoriza merupakan simbiosa antara jamur tanah yang
termasuk kelompok Endogonales dengan semua tanaman yang termasuk dalam
Bryophyta, Pteridophyta, Gymnospermae dan Angiospermae, kecuali pada famili
Cruciferae, Chenopodiaceae dan Cyperaceae yang belum diketahui adanya simbiosis
dengan jamur tersebut. Simbiosis antara tanaman dengan mikoriza terjadi dengan
adanya pemberian karbohidrat dari tanaman kepada jamur dan pemberian unsur hara
terutama P dari jamur kepada tanaman. Oleh karena itu perkembangan mikoriza pada
akar sangat tergantung pada tingkat fotosintesis tanaman inang. Jamur membutuhkan
senyawa carbon yang dihasilkan oleh tanaman inang, sehingga kemampuan tanaman
untuk mensuplai senyawa carbon dari hasil fotosintesis menentukan keberhasilan
tanaman bersimbiosis dengan jamur. Akar tanaman dapat menghasilkan senyawa yang
dapat merangsang pertumbuhan jamur VAM. Senyawa tersebut berupa flavonoid yang
disebut eupalitin (3,5-dihidroksi-6,7-dimetoksi-4-hidroksi flavon) yang dapat merangsang
106
pertumbuhan hifa VAM, selain itu ada senyawa lain yang belum teridentifikasi yang
dapat berfungsi sebagai molekul sinyal untuk terjadinya simbiosis tanaman-VAM.
Bagian penting dari VAM adalah adanya hifa eksternal yang dibentuk diluar akar
tanaman. Hifa ini membantu memperluas daerah penyerapan akar tanaman. Jumlah
miselium eksternal dapat mencapai 80 cm per cm panjang akar, yang
perkembangannya dipengaruhi oleh keadaan tanah terutama aerasi. Dengan semakin
luasnya daerah penyerapan akar maka semakin besar pula daya serap akarnya,
sehingga adanya mikoriza pada perakaran tanaman akan dapat meningkatkan
penyerapan unsur hara. Penyerapan air oleh akar juga menjadi lebih besar, sehingga
tanaman lebih tahan terhadap kekeringan. Manfaat lain adanya mikoriza adalah dapat
meningkatkan ketahanan terhadap serangan patogen akar, dan dapat memproduksi
hormon dan zat pengatur tumbuh yang menguntungkan bagi pertumbuhan tanaman.
Vesikular Arbuskular Mikoriza mempunyai struktur hifa eksternal dan hifa internal,
hifa gulung, arbuskul dan vesikula. Hifa jamur mikoriza tidak bersekat, tumbuh diantara
sel-sel korteks dan bercabang-cabang di dalam sel tersebut. Di dalam jaringan yang
diinfeksi dibentuk hifa yang bergelung-gelung atau bercabang-cabang yang sering
disebut arbuskul. Arbuskul merupakan cabang-cabang hifa dikotom, struktur ini akan
tampak sebagai massa protoplasma yang berbutir-butir dan bercampur baur dengan
protoplasma sel tanaman. Arbuskul mempunyai hifa bercabang halus yang dapat
meningkatkan 2-3 kali luas permukaan plasmolema akar, dan diduga berperan sebagai
pemindah unsur hara antara jamur dan tanaman inang. Arbuskul dapat dibentuk dua
sampai tiga hari setelah infeksi jamur terjadi pada perakaran. Vesikula mengandung
lipida, terutama berfungsi sebagai organ penyimpan. Apabila sel kortek rusak, vesikula
dapat dibebaskan ke dalam tanah, dan selanjutnya dapat berkecambah dan merupakan
propagul infektif. Perakaran yang terinfeksi VAM tidak terjadi perubahan nyata secara
fisik, sehingga hanya dapat dideteksi dengan teknik pewarnaan dan diamati dengan
mikroskop. Di dalam tanah, mikoriza dapat membentuk spora yang tumbuh satu-satu
atau berkelompok yang disebut sporokarp. Berdasarkan tipe sporanya, dibedakan yang
dapat membentuk klamidospora, yaitu genera Glomus, Sclerocystis, dan Complexipes.
Sedangkan yang membentuk asigospora adalah genera Gigaspora, Acaulospora dan
Entrophospora.
107
Pengaruh yang menguntungkan dari mikoriza untuk pertumbuhan tanaman, yang
menunjukkan bahwa tanaman yang bermikoriza mempunyai berat kering yang lebih
besar dari tanaman yang tidak bermikoriza. Tanaman yang bermikoriza tumbuh normal
sedangkan tanaman tanpa mikoriza menunjukkan gejala defisiensi P. Mikoriza
memperbaiki pertumbuhan tanaman dengan jalan meningkatkan penyerapan unsurunsur
hara dari dalam tanah, terutama unsur P. Oleh karena P merupakan hara utama
untuk pertumbuhan tanaman, maka pengaruh infeksi mikoriza sangat nyata. Dengan
demikian respon pertumbuhan tanaman merupakan akibat langsung ataupun tidak
langsung dari perbaikan penyerapan P. Selain itu juga didukung oleh peningkatan
serapan unsur-unsur lain, seperti N, S, Zn dan Cu.
b. Mikroba Pelarut Fosfat
Bakteri yang diketahui dapat melarutkan fosfat adalah bermacam-macam
spesies dari genera Bacillus, Pseudomonas, Arthrobacter, Micrococcus, Streptomyces,
dan Flavobacterium. Spesies-spesies bakteri yang mempunyai daya tinggi untuk
melarutkan fosfat adalah Pseudomonas striata, P. rathonis, Bacillus polymyxa, dan
Bacillus megaterium. Semua bakteri tersebut mempunyai kemampuan yang stabil dalam
melarutkan P tidak tersedia dalam tanah dan batu fosfat. Kebanyakan bakteri yang
dapat melarutkan fosfat adalah bakteri pembentuk spora. Selain bakteri, berbagai jamur
yang diketahui dapat melarutkan fosfat adalah bermacam-macam spesies dari genera
Aspergillus, Penicillium dan khamir. Beberapa varitas dari spesies jamur Aspergillus
niger mempunyai daya tinggi untuk melarutkan fosfat.
Mikroba pelarut fosfat heterotrof dapat menghasilkan asam-asam organik.
Berbagai asam organik tersebut terutama asam-asam hidroksi dapat mengikat secara
khelat dan membentuk kompleks yang relatif stabil dengan kation-kation Ca2+, Mg2+,
Fe3+, dan Al3+, sehingga fosfat yang semula terikat oleh kation-kation tersebut menjadi
terlarut. Beberapa bakteri disamping menghasilkan asam organik non-volatil juga dapat
membentuk asam volatil. Asam organik yang dihasilkan oleh satu jenis bakteri dapat
bermacam- macam, seperti asam glukonat.
Pembentukan asam organik seperti asam-asam karboksilat yang terjadi
selama perombakan bahan organik oleh jamur dapat menyebabkan larutnya batu fosfat.
Pelarutan batu fosfat dapat diketahui dengan meningkatnya Ca yang terlepas dari batu
fosfat. Dari metode tersebut diketahui bahwa pelarutan batu fosfat meningkat terus
108
sampai hari ke 90. Peningkatan jumlah asam karboksilat dan total keasaman organik
sebanding dengan peningkatan pelarutan batu fosfat.
Beberapa mikroba yang bersifat khemolitotrofik juga berperan dalam prose
pelarutan fosfat tidak tersedia dalam tanah. Bakteri kelompok Nitrosomonas dan
Thiobacillus berturut-turut dapat menghasilkan asam nitrat dan asam sulfat. Asam-asam
tersebut merupakan asam kuat yang mampu melarutkan fosfat yang berbentuk tidak
larut.
D. DEKOMPOSISI BAHAN ORGANIK DAN PROSES PENGOMPOSAN
1. Dekomposisi bahan organik
Karbon didaur secara aktif antara CO2 anorganik dan macam-macam bahan
organik penyusun sel hidup. Metabolisme ototrof jasad fotosintetik dan khemolitotrof
menghasilkan produksi primer dari perubahan CO2 anorganik menjadi C-organik.
Metabolisme respirasi dan fermentasi mikroba heterotrof mengembalikan CO2 anorganik
ke atmosfer. Proses perubahan dari C-organik menjadi anorganik pada dasarnya adalah
upaya mikroba dan jasad lain untuk memperoleh energi.
Pada proses peruraian bahan organik dalam tanah ditemukan beberapa
tahap proses. Hewan-hewan tanah termasuk cacing tanah memegang peranan penting
pada penghancuran bahan organik pada tahap awal proses. Bahan organik yang masih
segar akan dihancurkan secara fisik atau dipotong-potong sehingga ukurannya menjadi
lebih kecil. Perubahan selanjutnya dikerjakan oleh mikroba. Ensim-ensim yang
dihasilkan oleh mikroba merubah senyawa organik secara kimia, hal ini ditandai pada
bahan organik yang sedang mengalami proses peruraian maka kandungan zat organik
yang mudah terurai akan menurun dengan cepat.
Unsur karbon menyusun kurang lebih 45-50 persen dari bobot kering
tanaman dan binatang. Apabila bahan tersebut dirombak oleh mikroba, O2 akan
digunakan untuk mengoksidasi senyawa organik dan akan dibebaskan CO2. Selama
proses peruraian, mikroba akan mengasimilasi sebagian C, N, P, S, dan unsur lain
untuk sintesis sel, jumlahnya berkisar antara 10-70 % tergantung kepada sifat-sifat
tanah dan jenis-jenis mikroba yang aktif. Setiap 10 bagian C diperlukan 1 bagian N
(nisbah C/N=10) untuk membentuk plasma sel. Dengan demikian C-organik yang
dibebaskan dalam bentuk CO2 dalam keadaan aerobik hanya 60-80 % dari seluruh
kandungan karbon yang ada. Hasil perombakan mikroba proses aerobik meliputi CO2,
109
NH4, NO3, SO4, H2PO4. Pada proses anaerobik dihasilkan asam-asam organik, CH4,
CO2, NH3, H2S, dan zat-zat lain yang berupa senyawa tidak teroksidasi sempurna, serta
akan terbentuk biomassa tanah yang baru maupun humus sebagai hasil dekomposisi
yang relatif stabil. Secara total, reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut:
(CH2O)x + O2 CO2 + H2O + hasil antara + nutrien+ humus +sel + energi
Bahan organik
2. Proses pengomposan
Kompos adalah bahan organik hasil proses dekomposisi dan mempunyai
susunan yang relatif stabil. Kompos banyak digunakan untuk memperbaiki sifat fisik dan
kimia tanah. Secara alami kompos dapat terjadi dari peruraian sisa-sisa tumbuhan dan
hewan. Pengomposan secara alami berlangsung dengan lambat, tetapi dengan
berkembangnya bioteknologi maka proses pengomposan dapat dipercepat.
Pada proses pengomposan terjadi proses biokonversi bahan organik oleh
berbagai kelompok mikroba heterotrof. Mikroba yang berperan dalam proses tersebut
mulai dari bakteri, jamur aktinomisetes dan protozoa. Peranan mikroba yang bersifat
selulolitik dan ligninolitik sangat besar pada proses dekomposisi sisa tanaman yang
banyak mengandung lignoselulosa.
Selama pengomposan terjadi proses oksidasi C-organik menjadi CO2 yang
dapat membebaskan energi dalam bentuk panas. Dalam pengomposan tertutup,
suhunya dapat mencapai 65-75oC. Pada suhu tersebut aktivitas mikroba pada umumnya
turun, dan proses perombakannya dilanjutkan oleh mikroba termofil yang mulai
berkembang apabila suhu meningkat sampai 50oC. Setelah suhu turun kembali akan
ditumbuhi lagi oleh mikroba mesofil, dan merupakan pertanda bahwa kompos sudah
mulai matang.
Dari uraian diatas maka banyak faktor yang mempengaruhi prose
pengomposan, seperti nisbah C/N bahan yang akan dikomposkan, ukuran bahan,
kelembaban dan aerasi, suhu, kemasaman, adanya mikroba, dan lain sebagainya.
Nisbah C/N yang ideal untuk pengomposan adalah 30-40, apabila nisbah
terlalu rendah banyak nitrogen yang hilang (tidak efisien) dan apabila terlalu tinggi
proses pengomposan lambat. Ukuran bahan yang lebih kecil akan memperbesar luas
permukaan, sehingga memperbesar kontak dengan mikroba. Ukuran yang terlalu halus
dan kandungan lengasnya terlalu tinggi menyebabkan keadaan anaerob, sehingga
110
sebaiknya dicampur dengan bahan kasar untuk menciptakan keadaan yang aerob.
Kelembaban optimum yang baik antara 50-60 %. Pengomposan akan berjalan baik jika
pH awal sedikit asam (pH 6), dan selama pengomposan pada keadaan netral, setelah
pH meningkat pH sedikit alkalis (pH 7,5-8,5). Pengomposan dapat dipercepat dengan
inokulasi mikroba seperti mikroba termofil, selulolitik, ligninolitik, dan sebagainya.
Tanda-tanda kompos yang telah matang adalah berwarna coklat sampai
kehitaman, tidak larut dalam air dan sebagian dapat tersuspensi koloidal, ekstrak dalam
larutan basa berwarna gelap (mengandung asam humat, fulvat, dan humin), nisbah C/N
antara 15-20, KPK dan kapasitas adsorpsi air besar.
111
XIII. PERANAN MIKROBA DI BIDANG LINGKUNGAN
Akhir-akhir ini mikroba banyak dimanfaatkan di bidang lingkungan, terutama
untuk mengatasi masalah pencemaran lingkungan, baik di lingkungan tanah maupun
perairan. Bahan pencemar dapat bermacam-macam mulai dari bahan yang berasal dari
sumber-sumber alami sampai bahan sintetik, dengan sifat yang mudah dirombak
(biodegradable) sampai sangat sulit bahkan tidak bisa dirombak (rekalsitran/
nonbiodegradable) maupun bersifat meracun bagi jasad hidup dengan bahan aktif tidak
rusak dalam waktu lama (persisten). Dalam hal ini akan dibahas beberapa pemanfaatan
mikroba dalam proses peruraian bahan pencemar dan peran lainnya untuk mengatasi
bahan pencemar.
A. PERURAIAN/BIODEGRADASI BAHAN PENCEMAR (POLUTAN)
1. Mikroba dalam pembersihan air
Banyak mikroba yang terdapat dalam air limbah meliputi mikroba aerob,
anaerob, dan fakultatif anaerob yang umumnya bersifat heterotrof. Mikroba tersebut
kebanyakan berasal dari tanah dan saluran pencernaan. Bakteri colon (coliforms)
terutama Escherichia coli sering digunakan sebagai indeks pencemaran air. Bakteri
tersebut berasal dari saluran pencernaan manusia dan hewan yang dapat hidup lama
dalam air, sehingga air yang banyak mengandung bakteri tersebut dianggap tercemar.
Untuk mengurangi mikroba pencemar dapat digunakan saringan pasir atau trickling filter
yang segera membentuk lendir di permukaan bahan penyaring, sehingga dapat
menyaring bakteri maupun bahan lain untuk penguraian. Penggunaan lumpur aktif juga
dapat mempercepat perombakan bahan organik yang tersuspensi dalam air.
Secara kimia digunakan indeks BOD (biological oxygen demand) dan COD
(chemical oxygen demand). Prinsip perombakan bahan dalam limbah adalah oksidasi,
baik oksidasi biologis maupun oksidasi kimia. Semakin tinggi bahan organik dalam air
menyebabkan kandungan oksigen terlarut semakin kecil, karena oksigen digunakan
oleh mikroba untuk mengoksidasi bahan organik. Adanya bahan organik tinggi dalam air
menyebabkan kebutuhan mikroba akan oksigen meningkat, yang diukur dari nilai BOD
yang meningkat. Untuk mempercepat perombakan umumnya diberi aerasi untuk
meningkatkan oksigen terlarut, misalnya dengan aerator yang disertai pengadukan.
112
Setelah terjadi perombakan bahan organik maka nilai BOD menurun sampai nilai
tertentu yang menandakan bahwa air sudah bersih.
Dalam suasana aerob bahan-bahan dapat dirubah menjadi sulfat, fosfat,
ammonium, nitrat, dan gas CO2 yang menguap. Untuk menghilangkan sulfat, ammonium
dan nitrat dari air dapat menggunakan berbagai cara. Dengan diberikan suasana yang
anaerob maka sulfat direduksi menjadi gas H2S, ammonium dan nitrat dirubah menjadi
gas N2O atau N2.
2. Alkil Benzil Sulfonat (ABS)
Alkil benzil sulfonat (ABS) adalah komponen detergen, yang merupakan zat aktif
yang dapat menurunkan tegangan muka sehingga dapat digunakan sebagai pembersih.
ABS mempunyai Na-sulfonat polar dan ujung alkil non-polar. Pada proses pencucian,
ujung polar ini menghadap ke kotoran (lemak) dan ujung polarnya menghadap keluar
(ke-air). Bagian alkil dari ABS ada yang linier dan non-linier (bercabang). Bagian yang
bercabang ABS-nya lebih kuat dan berbusa, tetapi lebih sukar terurai sehingga
menyebabkan badan air berbuih. Sulitnya peruraian ini disebabkan karena atom C
tersier memblokir beta-oksidasi pada alkil. Hal ini dapat dihindari apabila ABS
mempunyai alkil yang linier.
2. Plastik
Plastik banyak kegunaannya tetapi polimer sintetik plastik sangat sulit dirombak
secara alamiah. Hal ini mengakibatkan limbah yang plastik semakin menumpuk dan
dapat mencemari lingkungan. Akhir-akhir ini sudah mulai diproduksi plastik yang mudah
terurai.
Plastik terdiri atas berbagai senyawa yang terdiri polietilen, polistiren, dan
polivinil klorida. Bahan-bahan tersebut bersifat inert dan rekalsitran. Senyawa lain
penyusun plastik yang disebut plasticizers terdiri: (a) ester asam lemak (oleat, risinoleat,
adipat, azelat, dan sebakat serta turunan minyak tumbuhan, (b) ester asam phthalat,
maleat, dan fosforat. Bahan tambahan untuk pembuatan plastik seperti Phthalic Acid
Esters (PAEs) dan Polychlorinated Biphenyls (PCBs) sudah diketahui sebagai
karsinogen yang berbahaya bagi lingkungan walaupun dalam konsentrasi rendah.
Dari alam telah ditemukan mikroba yang dapat merombak plastik, yaitu terdiri
bakteri, aktinomycetes, jamur dan khamir yang umumnya dapat menggunakan
plasticizers sebagai sumber C, tetapi hanya sedikit mikroba yang telah ditemukan
113
mampu merombak polimer plastiknya yaitu jamur Aspergillus fischeri dan Paecilomyces
sp. Sedangkan mikroba yang mampu merombak dan menggunakan sumber C dari
plsticizers yaitu jamur Aspergillus niger, A. Versicolor, Cladosporium sp.,Fusarium sp.,
Penicillium sp.,Trichoderma sp., Verticillium sp., dan khamir Zygosaccharomyces
drosophilae, Saccharomyces cerevisiae, serta bakteri Pseudomonas aeruginosa,
Brevibacterium sp. dan aktinomisetes Streptomyces rubrireticuli.
Untuk dapat merombak plastik, mikroba harus dapat mengkontaminasi lapisan
plastik melalui muatan elektrostatik dan mikroba harus mampu menggunakan komponen
di dalam atau pada lapisan plastik sebagai nutrien. Plasticizers yang membuat plastik
bersifat fleksibel seperti adipat, oleat, risinoleat, sebakat, dan turunan asam lemak lain
cenderung mudah digunakan, tetapi turunan asam phthalat dan fosforat sulit digunakan
untuk nutrisi. Hilangnya plasticizers menyebabkan lapisan plastik menjadi rapuh, daya
rentang meningkat dan daya ulur berkurang.
3. Minyak Bumi
Minyak bumi tersusun dari berbagai macam molekul hidrokarbon alifatik, alisiklik,
dan aromatik. Mikroba berperanan penting dalam menguraikan minyak bumi ini.
Ketahanan minyak bumi terhadap peruraian oleh mikroba tergantung pada struktur dan
berat molekulnya.
Fraksi alkana rantai C pendek, dengan atom C kurang dari 9 bersifat meracun
terhadap mikroba dan mudah menguap menjadi gas. Fraksi n-alkana rantai C sedang
dengan atom C 10-24 paling cepat terurai. Semakin panjang rantaian karbon alkana
menyebabkan makin sulit terurai. Adanya rantaian C bercabang pada alkana akan
mengurangi kecepatan peruraian, karena atom C tersier atau kuarter mengganggu
mekanisme biodegradasi.
Apabila dibandingkan maka senyawa aromatik akan lebih lambat terurai
daripada alkana linier. Sedang senyawa alisiklik sering tidak dapat digunakan sebagai
sumber C untuk mikroba, kecuali mempunyai rantai samping alifatik yang cukup
panjang. Senyawa ini dapat terurai karena kometabolisme beberapa strain mikroba
dengan metabolisme saling melengkapi. Jadi walaupun senyawa hidrokarbon dapat
diuraikan oleh mikroba, tetapi belum ditemukan mikroba yang berkemampuan enzimatik
lengkap untuk penguraian hidrokarbon secara sempurna.
114
4. Pestisida / Herbisida
Macam pestisida kimia sintetik yang telah digunakan sampai sekarang
jumlahnya mencapai ribuan. Pestisida yang digunakan untuk memberantas hama
maupun herbisida yang digunakan untuk membersihkan gulma, sekarang sudah
mengakibatkan banyak pencemaran. Hal ini disebabkan sifat pestisida yang sangat
tahan terhadap peruraian secara alami (persisten). Contoh pestisida yang
persistensinya sangat lama adalah DDT, Dieldrin, BHC, dan lain-lain. Walaupun
sekarang telah banyak dikembangkan pestisida yang mudah terurai (biodegradable),
tetapi kenyataannya masih banyak digunakan pestisida yang bersifat rekalsitran.
Walaupun dalam dosis rendah, tetapi dengan terjadinya biomagnifikasi maka
kandungan pestisida di lingkungan yang sangat rendah akan dapat terakumulasi melalui
rantai makanan, sehingga dapat membahayakan kehidupan makhluk hidup termasuk
manusia.
Untuk mengatasi pencemaran tersebut, sekarang banyak dipelajari biodegradasi
pestisida/ herbisida. Proses biodegradasi pestisida dipengaruhi oleh struktur kimia
pestisida, sebagai berikut:
a. Semakin panjang rantai karbon alifatik, semakin mudah mengalami degradasi.
b. Ketidak jenuhan dan percabangan rantai hidrokarbon akan mempermudah
degradasi.
c. Jumlah dan kedudukan atom-atom C1 pada cincinan aromatik sangat
mempengaruhi degradasi. Misal 2,4 D (2,4-diklorofenol asam asetat) lebih
mudah dirombak di dalam tanah dibandingkan dengan 2,4,5-T (2,4,5-
triklorofenoksi asam asetat)
d. Posisi terikatnya rantai samping sangat menentukan kemudahan degradasi
pestisida.
B. PERAN LAIN MIKROBA UNTUK MENGATASI MASALAH PENCEMARAN
1. Biopestisida
Pestisida mikroba termasuk biopestisida yang telah banyak digunakan untuk
menggantikan pestisida kimia sintetik yang banyak mencemari lingkungan. Penggunaan
pestisida mikroba merupakan bagian dari pengendalian hama secara hayati
115
menggunakan parasit, hiperparasit, dan predator. Salah satu keuntungan pestisida yang
dikembangkan dari mikroba adalah (a) dapat berkembang biak secara cepat dalam
jasad inangnya (hospes), (b) dapat bertahan hidup di luar hospes, (c) sangat mudah
tersebar di alam. Namun mempunyai kelemahan tidak secara aktif mencari hospes atau
hama sasarannya.
Mikroba yang telah dikembangkan untuk biopestisida adalah berbagai macam
mikroba sebagai berikut:
a. Virus penyebab penyakit hama, seperti NPV (nuclear polyhidrosis virus), CPV
(cytoplasmic polyhidrosis virus), dan GV (granulosis virus) untuk mengendalikan
Lepidoptera. Baculovirus untuk mengendalikan Lepidoptera, Hymenoptera, dan
diptera.
b. Bakteri yang dapat mematikan serangga hama, yang terkenal adalah Bacillus
thuringiensis (Bt). Bakteri ini dapat digunakan untuk mengendalikan Lepidoptera,
Hymenoptera, diptera, dan coleoptera. Bakteri ini dapat menghasilkan kristal protein
toksin yang dapat mematikan serangga hama. Selain itu ada bakteri lain seperti
Pseudomonas aeruginosa dan Proteus vulgaris untuk mengendalikan belalang,
Pseudomonas septica dan Bacillus larvae untuk hama kumbang, Bacillus sphaericus
untuk mengendalikan nyamuk, dan B. Moritai untuk mengendalikan lalat.
c. Jamur yang termasuk entomophagus dapat digunakan untuk mengendalikan hama.
Sebagai contoh Metarhizium anisopliae dapat digunakan untuk mengendalikan
kumbang Rhinoceros dan belalang cokelat. Beauveria bassiana untuk
mengendalikan kumbang kentang, Nomurea rilevi untuk mengendalikan lepidoptera,
Paecylomyces lilacinus dan Gliocladium roseum dapat digunakan untuk
mengendalikan nematoda.
2. Logam Berat
Limbah penambangan emas dan tembaga (tailing) yang banyak mengandung
logam berat terutama air raksa (Hg), industri logam dan penyamakan kulit banyak
menghasilkan limbah logam berat terutama cadmium (Cd), serta penggunaan pupuk
(misalnya pupuk fosfat) yang mengandung logam berat seperti Hg, Pb, dan Cd,
sekarang banyak menimbulkan masalah pencemaran logam berat. Logam berat dalam
konsentrasi rendah dapat membahayakan kehidupan karena afinitasnya yang tinggi
116
dengan sistem enzim dalam sel, sehingga menyebabkan inaktivasi enzim dan berbagai
gangguan fisiologi sel.
Bakteria dapat menghasilkan senyawa pengkhelat logam yang berupa ligan
berberat molekul rendah yang disebut siderofor. Siderofor dapat membentuk kompleks
dengan logam-logam termasuk logam berat. Umumnya pengkhelatan logam berat oleh
bakteri adalah sebagai mekanisme bakteri untuk mempertahankan diri terhadap
toksisitas logam. Bakteri yang tahan terhadap toksisitas logam berat mengalami
perubahan sistem transport di membran selnya, sehingga terjadi penolakan atau
pengurangan logam yang masuk ke dalam sitoplasma. Dengan demikian logam yang
tidak dapat melewati membran sel akan terakumulasi dan diendapkan atau dijerap di
permukaan sel.
Untuk mengambil logam berat yang sudah terakumulasi oleh bakteri, dapat
dilakukan beberapa cara. Logam dari limbah cair dapat dipisahkan dengan memanen
mikroba. Logam yang berada dalam tanah lebih sulit untuk dipisahkan, tetapi ada cara
pengambilan logam menggunakan tanaman pengakumulasi logam berat. Tanaman
yang termasuk sawi-sawian (misal Brassica juncea) dapat digunakan bersama-sama
dengan rhizobacteria pengakumulasi logam (misal Pseudomonas fluorescens) untuk
mengambil logam berat yang mencemari tanah. Selanjutnya logam yang telah terserap
tanaman dapat dipanen dan dibakar untuk memisahkan logam beratnya.
DAFTAR PUSTAKA
1. Madigan et al., 1995. Biology of microorganisms, Prentice Hall, Inc., New Jersey.
2. Schlegel, H.G., 1986. General microbiology, Cambridge University Press,
Cambridge.
3. Stanier, R.Y., E.A. Adelberg, JL.Ingraham, 1980. The Microbial Word, Prentice Hall,
Inc., New Jersey.
4. Metting, F.B. (1993). Soil Microbial Ecology.Applications in Agriculture and
Environment Management.Marcel Dekker. Inc. NY

Tweet

Postingan terkait:

Ditulis Unknown — Tuesday, May 8, 2012 — Add Comment