Sabtu, 02 Februari 2013

Peranan bakteri bagi Kehidupan

PerananPeranan bakteri bagi Kehidupan bagi Kehidupan- Manusia telah menganggap bahwa sebagian besar bakteri bersifat merugikan. Hal tersebut tidaklah sepenuhnya benar karena sebenarnya banyak bakteri yang menguntungkan. Beberapa jenis bakteri ada yang berperan sebagai penghasil antibiotik, vitamin, bahan-bahan kimia, sampai penghasil biosida. Sementara itu, bakteri yang merugikan umumnya menyebabkan penyakit pada manusia dan hewan. Agar Anda mengetahui lebih jelas mengenai peranan bakteri, pelajarilah uraian berikut.
a. Bakteri yang Menguntungkan Manusia. Peran bakteri dalam kehidupan manusia sangat besar, baik akibat zat yang dihasilkannya maupun akibat dari aktivitasnya. Contoh peran bakteri yang menguntungkan adalah sebagai berikut.
1) Bakteri Pengikat nitrogen bebas. Pada jenis tanaman polong (Leguminaceae), terdapat bintil-bintil pada akarnya (Gambar 2.26). Bintil-bintil akar tersebut mengandung bakteri Rhizobium yang dapat mengikat atau memfiksasi nitrogen bebas dari udara menjadi nitrat (NO3). Akibatnya, nitrogen bebas (N2) yang semula tidak dapat diserap dan tumbuhan secara langsung menjadi dapat dimanfaatkan. Bakteri lain yang dapat mengikat nitrogen dari udara bebas adalah Clostridium, Azotobacter, dan Rhodospirillum.
2) Bakteri Penghasil antibiotik. Antibiotik adalah senyawa yang dihasilkan oleh mikroorganisme yang mampu menghambat pertumbuhan bahkan mematikan mikroorganisme lain. Senyawa ini banyak digunakan di bidang kesehatan. Jenis-jenis bakteri yang mampu menghasilkan antibiotik, antara lain Streptomyces venezuele menghasilkan kloromisin dan kloramfenicol, Streptomyces griceus menghasilkan streptomisin, dan Streptomyces aureofaciens menghasilkan aureomisin.
Bintil akar yang mengandung Rhizobium
Gambar 2.26 Bintil akar yang mengandung Rhizobium.
3) Bakteri Penghasil biosida. Beberapa jenis bakteri ada yang menghasilkan biosida. Biosida adalah pestisida yang dihasilkan oleh makhluk hidup, bukan buatan pabrik (sintetik). Biosida ini jauh lebih aman dibandingkan pestisida karena tidak membahayakan makhluk hidup lain dan tidak mencemari lingkungan. Contoh bakteri yang dikenal sebagai penghasil biosida adalah Bacillus thuringiensis. Bakteri ini sangat efektif dalam menanggulangi berbagai hama, misalnya hama ulat kubis atau Plutella xylostela.
4) Bakteri Pembusuk. Dunia ini mungkin akan penuh dengan sampah-sampah organik jika tidak ada bakteri pembusuk atau pengurai. Adanya bakteri pembusuk, sampah-sampah organik akan diuraikan menjadi unsur-unsur hara yang bermanfaat untuk organisme lain. Di dalam saluran pencernaan pada manusia dan beberapa Mamalia lain, terdapat bakteri E. coli yang berperan dalam pembusukan sisa-sisa makanan. Selain itu, bakteri ini membantu pembentukan vitamin K yang penting untuk pembekuan darah.
5) Bakteri Perintis vegetasi di suatu ekosistem. Contoh bakteri yang berperan sebagai vegetasi perintis adalah Cyanobacteria. Cyanobacteria sangat bermanfaat bagi manusia. Hampir tidak ada satu spesies pun yang merugikan. Cyanobacteria merupakan kelompok perintis vegetasi. Jika pada suatu daerah tidak ada makhluk hidup yang tinggal, kelompok ini mampu mengawalinya sebagai tempat tumbuh. Hal ini karena Cyanobacteria memiliki daya toleransi yang tinggi terhadap lingkungan yang tidak menguntungkan. Di dalam ekosistem, Cyanobacteria bertindak sebagai produsen dan menjadi bahan makanan bagi ikan dan udang kecil. Cyanobacteria pun dapat dijadikan sebagai sumber bahan pangan. Contoh dari Cyanobacteria adalah Spirulina yang dapat dijadikan sumber makanan alternatif karena mengandung protein yang cukup tinggi. Selain itu, Cyanobacteria juga dapat menyuburkan tanah pertanian. Cyanobacteria bersel tunggal spesies Anabaena azollae dapat bersimbiosis dengan paku air jenis Azolla pinnata (Gambar 2.27). Anabaena dapat mengikat nitrogen bebas dari udara. Dengan demikian, perairan yang mengandung Azolla pinnata akan cukup mengandung nitrogen yang dapat digunakan oleh tumbuhan lain untuk pertumbuhannya.
Anabaena azollae
Gambar 2.27 (a) Anabaena azollae dapat bersimbiosis dengan (b) Azolla pinnata.
b. Bakteri yang Merugikan Manusia. Tidak semua bakteri menguntungkan manusia. Beberapa di antaranya merugikan manusia, baik secara langsung maupun secara tidak langsung. Bakteri yang menyebabkan penyakit tuberkulosis adalah contoh bakteri yang merugikan manusia secara langsung. Berikut ini akan dijelaskan beberapa contoh bakteri yang merugikan.
1) Bakteri penyebab penyakit. Bakteri penyebab penyakit dinamakan bakteri patogen. Adapun bakteri yang tidak menyebabkan penyakit dinamakan bakteri apatogen. Penyakit-penyakit yang disebabkan oleh bakteri tidak hanya menyerang manusia, tetapi juga menyerang hewan dan tumbuhan. Contoh bakteri yang dapat menyebabkan penyakit adalah Vibrio cholerae (penyakit kolera) dan Mycobacterium tuberculosis (penyakit TBC).
2) Bakteri pembusuk bahan makanan. Bakteri pembusuk adalah bakteri-bakteri yang dapat membusukkan bahan makanan. Akibat aktivitas kelompok bakteri ini, bahan makanan menjadi tidak tahan lama dan mutu makanan menurun sehingga merugikan industri makanan. Ciri makanan yang telah dibusukkan bakteri adalah ditemukannya lendir pada makanan tersebut. Contoh bakteri yang dapat membusukkan makanan adalah Pseudomonas cocovenenans dan Clostridium botulinum (Gambar 2.28). Kedua bakteri ini menghasilkan racun yang dapat mematikan manusia. Pseudomonas cocovenenans menghasilkan racun asam bongkrek pada tempe bongkrek dan Clostridium botulinum menghasilkan racun botulinin pada makanan kaleng.
Clostridium botulinum merupakan contoh bakteri yang dapat membusukkan makanan.
Gambar 2.28 Clostridium botulinum merupakan contoh bakteri yang dapat membusukkan makanan.
3) Bakteri sulfur. Bakteri sulfur mampu mengubah besi menjadi asam sulfat. Akibatnya, pipa-pipa besi, misalnya pada saluran air menjadi keropos. Akibat lebih jauh, pipa besi itu menjadi berlubang sehingga tidak dapat digunakan. Selain itu, atap dari seng juga dapat keropos akibat aktivitas bakteri ini.
A. Peranan Bakteri Bakteri fotosintetik
Sebagaimana tumbuhan hijau, bakteri fotosintetik menggunakan energi cahaya matahari untuk mereduksi karbon dioksida menjadi karbohidrat. Akan tetapi, berlawanan dengan fotosintetis pada tumbuhan hijau, sumber elektron bakteri bukan air. Bakteri belerang ungu dan bakteri belerang hijau menggunakan hidrogen sulfida (H2S) untuk menyediakan elektron yang diperlukan dalam mensistesis energi. Dalam proses itu bakteri tersebut menghasilkan unsur belerang. Kebanyakan bakteri fotosintetik itu anaerob obligat, mereka tidak tahan terhadap oksigen bebas. Jadi terbatas pada habitat, seperti permukaan sedimen di dasar kolam.
B. Peranan Bakteri Bakteri kemoautotrop
Beberapa bakteri tak berwarna juga mempunyai kemampuan seperti organisme berklorofil, yaitu mampu membuat karbohidrat dari bahan mentah anorganik, tetapi mereka tidak menggunakan energi cahaya untuk melakukan hal itu. Pengubahan karbon dioksida menjadi karbohidrat dapat pula terjadi dalam sel-sel hewan seperti pada sel-sel tumbuhan. Reaksi “gelap” yang menentukan juga diketahui berlangsung dalam sel-sel bakteri kemoautotrop. Mereka memperoleh energi dan elektron-elektron dengan melaksanakan oksidasi beberapa substansi tereduksi yang ada di alam sekitarnya.
Gambar 4.9 Bintil-bintil akar pada tanaman polong yang merupakan koloni bakteri RhizobiumGambar 4.9 Bintil-bintil akar pada tanaman polong yang merupakan koloni bakteri Rhizobium
Energi bebas tersedia oleh oksidasi ini kemudian digunakan untuk pembuatan karbohidrat. Bakteri belerang yang kemoautotrop mengoksidasi H2S di tempat tinggalnya (mata air belerang) sehingga menghasilkan energi. Reaksinya sebagai berikut.
2H2S + O2 –> 2S + 2H2O ΔG = 100 kkal
Keterangan:
ΔG = perubahan energi
Kemudian energi ini dapat mereka pakai untuk mereduksi karbondioksida menjadi karbohidrat dengan cara yang sama seperti yang dilakukan bakteri belerang fotosintetik. 2H2S + CO2 –> (CH2O) + H2O + 2S Kelompok bakteri kemoautotrop lainnya ialah bakteri besi. (mereka bertanggung jawab atas sisik kecoklat-coklatan yang terbentuk di dalam tangki air atau toilet kakus). Mereka menyelesaikan oksidasi senyawa besi yang teroksidasi sebagian dan mampu merangkaikan energi yang dihasilkan oksidasi ini untuk mensintesis karbohidrat. Bakteri nitrifikasi juga kemoautotrof, mereka melakukan oksidasi NH3 yang dihasilkan dari protein oleh bakteri heterotrof dari hasil perombakan menjadi nitrat. Oksidasi ini menghasilkan energi untuk mendorong reaksi sintesis bakteri tersebut. Nitrat yang dihasilkan menyediakan keperluan nitrogen bagi tumbuhan.
C. Peranan Bakteri Batang gram positif
Genus Clostridium merupakan contoh genus yang termasuk ke dalam batang gram positif yang terdiri atas bakteri pembentukan spora yang bersifat anaerobik obligat yang tak tahan hidup bila terkena oksigen. Beberapa diantaranya mengeluarkan toksin yang kuat. Spora Clostridium tetani tersebar luas di tanah dan acapkali dapat memasuki tubuh kita. Luka misalnya karena pecahan gelas, paku atau jarum kotor para pencandu narkotik memiliki resiko besar terinfeksi bakteri ini karena luka tersebut dapat menimbulkan keadaan anaerobik yang diperlukan untuk perkecambahan dan pertumbuhan organisme tersebut.
Gambar 4.10 bakteri Clostridium, bakteri batang gram positif
Gambar 4.10 bakteri Clostridium, bakteri batang gram positif
Bila hal ini terjadi maka dilepaskan toksin protein, zat ini menghalangi sinapsis inhibitorin pada jaringan saraf tulang punggung (tali spinal) dan otak. Akibatnya penghambatan yang timbal balik dari pasangan otot antagonis menjadi terhenti. Dan korbannya menderita kejang otot yang hebat. Penyakit ini disebut tetanus, berkat imunisasi yang hampir universal melawan toksin itu maka perubahan kimiawi toksin menghasilkan toksoid tak berbahaya yang masih mempertahankan determinan antigen toksin tersebut. Bila digabungkan dengan suatu vaksin, maka toksoid memberikan imunisasi yang relatif berumur panjang untuk melawan efek toksinnya. Bakteri batang gram positif lainnya adalah Clostridium botulinum yang tidak menginfeksi manusia namun bakteri ini mampu membuat toksin yang dihasilkan pada saat ia tumbuh perlahan dalam makanan yang sudah rusak (kadaluwarsa). Toksin tersebut merupakan suatu protein dan dengan cepat sekitar 10 menit mengalami denaturasi sehingga sifat-sifatnya berubah pada suhu 1000 0C. Bacillus anthracis menyebabkan antraks, antraks khususnya merupakan suatu penyakit pada hewan ternak seperti sapi, biri-biri dan kambing.
Gambar 4.11 Bakteri AntraxGambar 4.11 Bakteri Antrax
Batang gram-positif dari genus Lactobacilius juga amat penting dalam proses perubahan susu menjadi keju dan mentega atau yoghurt.
D. Peranan Bakteri Kokus gram positif
Banyak organisme dalam kelompok ini tumbuh dalam koloni-koloni yang khas, Staphylococcus membentuk paket-paket sel yang pipih. Staphylococcus albus dapat tumbuh di kulit. Staphylococcus aureus juga sering menghuni kulit, saluran pernafasan dan saluran pencernaan. Staphylococcus hidup dengan subur dalam makanan, khususnya produk krim. Bakteri mengeluarkan toksin dan jika kita mengkonsumsi makanan tersebut dapat mengakibatkan sakit perut. Cara terbaik mencegah keracunan ini ialah dengan menyimpan makanan di lemari es dan memastikan penanganannya tidak dilakukan oleh orang yang mempunyai luka terbuka di tangannya.
Gambar 4.12 Bakteri Staphylococcus aureusGambar 4.12 Bakteri Staphylococcus aureus
Streptokokus tumbuh membentuk rantai, mereka menimbulkan gangguan yang umum seperti sakit tenggorokan, impetigo sejenis penyakit kulit yang mudah menular, disertai bisul-bisul, dan infeksi telinga tengah. Pengobatan dengan antibiotik secara cepat dapat mencegah komplikasi yang gawat. Pneumokokus, yaitu bakteri yang biasanya menyebabkan pneumonia bakterial, juga merupakan anggota gugus streptokokus.
E. Peranan Bakteri Batang gram negatif
Basil gram-negatif jumlahnya banyak sekali, tetapi organisme yang paling banyak diteliti ialah Escherichia coli yang menghuni usus manusia tetapi tidak menimbulkan kerusakan pada inangnya. Sebenarnya organisme ini membantu kita dengan mensintesis vitamin K dan sebagian dari vitamin B, agar dapat diserap oleh saluran pencernaan.
Gambar 4.13 Bakteri batang gram negatif E. coliGambar 4.13 Bakteri batang gram negatif E. coli
Beberapa di antara penghuni gram negatif yang ada dalam pencernaan manusia ada juga yang tidak begitu menguntungkan. Salmonella typhi dapat menimbulkan deman tifoid, yaitu suatu penyakit umum yang dapat menjadi epidemi serius di tempat yang sanitasinya kurang baik. Individu yang telah sembuh dapat menjadi “pembawa” organisme itu, mereka tetap menyimpannya didalam tubuh, biasanya didalam kandung empedu. Bakteri dari kandung empedu masuk ke saluran pencernaan bersamasama dengan cairan empedu dan keluar bersama tinja.
Gambar 4.14 Basil Yersina pestis dan vektornya, yaitu kutu tikus
Gambar 4.14 Basil Yersina pestis dan vektornya, yaitu kutu tikus
Vibrio cholerae adalah agen kolera yang sangat berbahaya, dan merupakan salah satu penyakit pencernaan yang paling merusak. Organisme ini mengeluarkan toksin yang menyebabken diare yang parah berkisar 10-15 liter/hari sehingga akan menghilangkan garam-garam elektrolit didalam butuh. Kalau air dan garam tidak diganti secepatnya, si penderita dapat meninggal setelah beberapa jam.
F. Peranan Bakteri Kokus gram negatif
Dua anggota kelompok ini yang perlu mendapat perhatian ialah Neissiria meningitidis yang dapat menimbulkan meningitis meningokokal, yaitu suatu infeksi yang teramat parah di selaput otak (meninges) yang lazim pada anak kecil. Neissiria gonorrhoeae yang menyebabkan salah satu penyakit manusia yang paling tersebar luas yaitu gonorhea. Organisme itu menyebar secara langsung dari seseorang yang satu ke seseorang yang lain melalui kontak seksual.
Gambar 4.15 Neissiria gonorrhoeae dapat juga menyerang MataGambar 4.15 Neissiria gonorrhoeae dapat juga menyerang Mata
Pada laki-laki, organisme ini menyerang uretra menyebabkan keluarnya nanah dan sering kali menetap di kelenjar prostat dan epididimis. Pada perempuan organisme ini menyebar pada vagina ke serviks dan tuba fallopi. Jika infeksi itu tidak dirawat, kerusakan yang diakibatkan pada tuba fallopi itu dapat mengganggu lewatnya sel telur sehingga menimbulkan kemandulan.
G. Peranan Bakteri Spirillium
Dinding sel yang kaku pada spirillium menjadikannya berbentuk heliks. Mereka ini bersifat gram-negatif dan motil. Kebanyakan terdapat di sekitar air, baik air tawar maupun air asin. Akan tetapi, ada juga satu spesies yang sering dijumpai menghuni mulut manusia.
H. Peranan Bakteri Aktinomisetes
Kebanyakan anggota dalam kelompok ini tumbuh seperti filamen-filamen yang tipis seperti kapang daripada sel-sel tunggal. Sehingga sejak lama diduga sebagai fungi (cendawan). Meskipun ada persamaan dalam hal pola pertumbuhannya, tetapi mereka bukanlah fungi. Fungi termasuk eukariota sedangkan Aktinomisetes adalah prokariota, dengan adanya perbedaan yang mendasar itu menunjukkan struktur sel serta biokimianya.
Gambar 4.16 Corynebacteria diphtheriaeGambar 4.16 Corynebacteria diphtheriae
Aktinomisetes merupakan anggota yang dominan dari populasi mikroba di tanah. Di sini mereka berperan utama dalam penghancuran sampah organik. Banyak penghuni tanah merupakan sumber penting bagi antibiotik. Streptomisin, eritromisin kloramfenikol yang dijual sebagai “Chloromycetin”, dan tetrasiklin dijual sebagai “Aureomycin” dan “tetramycin” adalah produk dari aktinomisetes. Mycobacteria dan Corynebacteria merupakan kerabat dekat Aktinomesetes. Dua species mikrobakteri ini menyebabkan penyakit pada manusia yang serius dan kronis, yaitu Tuberkolose dan lepra. Corynebacteria diphtheriae menyebabkan penyakit difteri, sebagaimana pada tetanus, bahaya pada difteri bukan karena penyebaran bakteri tersebut ke dalam jaringan di tenggorokan, melainkan karena toksin yang dihasilkan.
I. Peranan Bakteri Spirochaeta
Spirochaeta adalah bakteri yang panjang dan juga tipis, berbentuk pilinan yang panjangnya berkisar antara beberapa mm sampai 500 mm. Dinding selnya tidak sekaku dinding sel spirilla sehingga mereka dapat melengkung dengan mudah sekali walau beberapa Spirochaeta ada yang tidak berbahaya dan hidup dalam air tawar, tanah, atau tubuh hewan, tetapi ada juga yang parasit, misalnya Spirochaeta yang menyebabkan penyakit sifilis, yaitu penyakit kelamin yang menular.
Gambar 4.17 Spirochaeta
Gambar 4.17 Spirochaeta
J. Peranan Bakteri Mycoplasma
Mycoplasma adalah bakteri nonmotil yang kecil sekali tanpa dinding sel. Beberapa diantaranya hidup bebas, sedang yang lain hidup sebagai parasit pada tumbuhan, serangga dan hewan lain. Mycoplasma pertama yang ditemukan merupakan organisme yang menyebabkan suatu tipe pneumonia yang disebut pleuropneumonia pada hewan ternak. Anggota lain dari kelompok ini menyebabkan penyakit pada manusia yang dinamakan pneumonia atipikal primer.
K. Peranan Bakteri Rickettsia dan Chlamydiae
Rickettsia berlainan dengan Mycoplasma karena Rickettsia hampir seluruhnya adalah parasit intraseluler obligat. Hal ini berarti bahwa mereka dapat tumbuh dan berkembang biak hanya selama mereka ada di dalam sel inangnya, yaitu beberapa arthropoda tertentu seperti caplak, tungau, kutu rambut, dan kutu anjing serta mamalia, mereka bergantung kepada sel inangnya agar disediakan koenzim seperti ATP.
Demam tipus disebabkan Rickettsia yang ditularkan dari seseorang ke orang lain karena kebiasaan mengisap darah dari kutu tubuh. Demam bercak Rocky Mountain Spotted Fever disebabkan oleh Rickettsia yang ditularkan melalui gigitan caplak yang terinfeksi, untuk menanggulangi organisme ini dilakukan pengobatan dengan antibiotik. Chlamydiae menyerupai Rickettsia dalam banyak hal. Mereka pun parasit sangat kecil, obligat intraseluler. Penyakit yang dapat ditimbulkan Rickettsia ini misalkan psittacosis atau “parrot fever” disebut juga demam burung kakak tua.
Gambar 4.19 Mata yang terkena penyakit trakhoma
Gambar 4.19 Mata yang terkena penyakit trakhoma