a. PENEMUAN ANIMACULUS
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 bahan-bahan
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.
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
bahan-bahan 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 62o C. 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 100 derajat C 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 DALAMTRANSFORMASI BAHAN ORGANIK
Suatu
bahan yang ditumbuhi oleh mikroba akan mengalami perubahan susunan
kimianya. Perubahan kimia yang terjadi ada
yang dikenal sebagai fermentasi (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 As
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 “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 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
3
ditumbuhkan di dalam media buatan.
.
Filtrat dapat menimbulkan penyakit pada jasad yang peka.
5
Filtrat yang sama yang berasal dari hospes peka
tersebut harus dapat menimbulkan kembali penyakit yang sama.
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 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 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
penesilin oleh jamur penicillium
sp,streptomisin olehactynomisetes
streptomyces sp,
3, penggunaan mikroba di bidang pertanian mis;untuk pupuk
hayati,biopestisida
pengomposan dan sebagainya.
4, penggunaan mikroba untuk proses-proses baru
mis;karotenoid dan steroid oleh
jamur ,asam glutamat oleh mutan
corynebacterium glutamicum,pembuatan
enzim amilase ,proteinase,pektinase,dll
5, penggunaan mikroba di bidang lingkungan mis;untuk
mengatasi pencemaran
limbah organik maupun anorganik termasuk
logam berat dan senyawa
xenobiotik.
6, penggunaan mikroba di bidang pertambangan ,seperti
unyuk proses leaching
di tambang emas ,desulfurisasi batubara
,maupun untuk proses penambangan
minyak bumi.
7, 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
mis;insulin,interferon,dll.
No comments:
Post a Comment