Habitat Bakteri Termofilik

Bakteri merupakan organisme uniseluler bersel tunggal. Jumlah bakteri sangat banyak dibanding jumlah makhluk hayati lain. Bakteri menghuni berbagai habitat di permukaan bumi, mulai setetes air selokan, usus manusia, hingga loka ekstrem seperti kaldera gunung berapi. Salah satu jenis bakteri nan menyukai kondisi ekstrem ialah bakteri termofilik . Sebelumnya, kita bahas dulu apa itu bakteri.

Para peneliti bakteri terdahulu berpendapat bahwa bakteri ialah hewan-hewan kecil dan mengelompokkannya bersama hewan mikroskopis nan disebut protozoa . Kemudian, bakteri digolongkan ke dalam tumbuh-tumbuhan oleh banyak pakar biologi dan diklasifikasikan dengan nama schizomycophyta , nan artinya, ”tumbuhan jamur nan membelah diri”.

Hal ini didasarkan pada proses perkembangbiakan bakteri tak melalui kawin, tapi melalui proses pembelahan sel sederhana. Pembelahan sel mungkin terjadi dengan kecepatan luar biasa, yaitu setiap 15 atau 20 menit dalam keadaan suhu, kelembapan, dan jumlah makanan nan sesuai.

Organisme bakteri ialah salah satu organisme mikroskopik sebab organisme ini sulit buat dideteksi, terutama sebelum ditemukannya mikroskop. Akan tetapi, setelah abad ke-19, mulai berkembang ilmu tentang mikroorganisme, terutama bakteri (bakteriologi). Ciri-ciri generik bakteri ialah sebagai berikut.

1. Bakteri bersel satu dengan ukuran sangat kecil. Ukuran terbesar sporadis melebih, 0,005 mm. Beberapa bakteri hanya berukuran 0,00015 mm, sehingga hanya bisa dilihat melalui mikroskop.

1. Secara generik ada tiga bentuk tubuh bakteri, yaitu lonjong/bulat (kokus), batang/silinder (basilus), dan berbentuk spiral/sekrup (sprilium).

1. Bakteri memiliki dinding sel nan sangat tipis, nan terdiri atas selulosa dan kitin.

Seiiring dengan perkembangan ilmu pengetahuan, ilmu tentang bakteri telah sukses ditelusur oleh para ilmuan. Para ilmuan nan berperan krusial dalam perkembangan ilmu tersebut ialah Robert Hooke, Antoni van Leeuwenhoek, Ferdinand Cohn, dan Robert Koch.

Pada tahun 1828, Ehrenberg memperkenalkan istilah bacterium nan diambil dari bahasa Yunani bakterion , nan berarti batang-batang kecil. Setelah Louis Pasteur melakukan berbagai percobaan, istilah bakteri ini mulai berkembang dan melahirkan cabang ilmu mikrobiologi. Jadi, Bakteriologi ialah salah satu cabang mikrobiologi nan mempelajari biologi bakteri.

Pada tahun 1635-1703, seorang pakar matematika dan sejarahwan berkebangsaan Inggris, Robert Hooke, menulis sebuah buku nan berjudul “Micrographia” (1665) nan berisi tentang hasil pengamatan nan dilakukannya menggunakan mikroskop sederhana.

Akan tetapi, Robert Hook belum bisa menemukan struktur pada bakteri, sedangkan dalam bukunya, tergambar hasil penemuannya mengenai tubuh buah kapang . Tapi, buku ini menjadi sumber dari pelukisan awal dari mikroorganisme.

Pada era nan sama dengan Robert Hook, Antoni van Leeuwenhoek (1632-1723) melakukan pengamatan dengan menggunakan mikroskop sangat sederhana. Kemudian, ia terinspirasi oleh Robert Hooke buat membuat sebuah mikroskop rancangan sendiri dengan hasil baik nan kemudian pada tahun 1684 digunakan buat mengamati makhluk mikroskopik pada berbagai media alami.

Pada tahun 1676, Antoni van Leeuwenhoek buat pertama kalinya sukses menemukan bakteri di dunia. Kemudian hasil temuannya tersebut dikirimkan ke Royal Society of London dan dipublikasikan pada tahun 1684.

Hasil dari inovasi ini mendapatkan konfirmasi nan banyak dari para ilmuan lainnya. Sejak saat itulah, mulai berkembang ilmu tentang mekroorganisme, selain ilmu tentang bakteri.

Seorang botanis berkebangsaan Breslau (Polandia), Ferdinand Cohn (1828-1898), sukses menemukan tentang bakteri nan resisten terhadap panas. Ia tertarik buat meneliti kelompok bakteri ini, sehingga ia menemukan kelompok bakteri penghasil endospora nan resisten terhadap suhu tinggi.

Selain itu, Ferdinand Cohn juga sukses menjelaskan siklus kehidupan bakteri Bacillus , nan sekaligus menjelaskan mengapa bakteri ini bersifat tahan panas. Setelah itu, ia membuat dasar klasifikasi bakteri sederhana dan mengembangkan beberapa metode buat mencegah terjadinya kontaminasi pada kultur bakteri. Kemudian, metodi ini dugunakan oleh para ilmuan lain, seperti Robert Koch.

Seorang pakar fisika kebangsaan Jerman, Robert Koch (1843-1910), melakukan banyak penelitian mengenai penyakit bakteri nan disebabkan oleh infeksi bakteri. Pada awalnya, para ilmuan mempelajari penyakit antraks nan menyerang banyak hewan ternak sebab adanya bakteri Bacillus anthracis , salah satu bakteri penghasil endospora.

Selain itu, Robert Koch juga ialah orang nan pertama kali menemukan isolat murni Mycobacterium tuberculosis , yaitu bakteri penyebab penyakit tuberkulosis (TBC).

Pertumbuhan dan reproduksi bakteri dipacu oleh dukungan dari kondisi lingkungan. Kondisi lingkungan nan bisa memicu pertumbuhan dan reproduksi bakteri ialah suhu, kelembapan, dan cahaya.

Pengamatan sel bakteri terhadap parameter pertumbuhan tersebut bisa diamati oleh beberapa alat, seperti mikroskop optikal, mikroskop elektron, dan atomic force microscope (AFM). Berdasarkan kondisi lingkungan berupa kisaran suhu, bakteri bisa dibagi menjadi empat golongan, yaitu sebagai berikut.

1. Bakteri psikrofil ialah bakteri nan hayati pada lingkungan dengan suhu 0°– 30 °C dengan suhu optimum 15 °C.

1. Bakteri mesofil ialah bakteri nan hayati pada lingkungan dengan suhu antara 15°– 55 °C dengan suhu optimum 25°– 40 °C.

1. Bakteri termofil ialah bakteri nan bisa hayati pada lingkungan dengan suhu tinggi antara 40°– 75 °C dengan suhu optimum 50°– 65 °C.

1. Bakteri hipertermofil ialah bakteri nan hayati pada lingkungan dengan kisaran suhu 65°– 114 °C dengan suhu optimum 88 °C.

Selain itu, bakteri mempunyai peranan krusial di dalam kehidupan manusia. Ada nan menguntungkan dan merugikan bagi manusia. Bakteri bisa dikelompokkan ke dalam dua jenis, yaitu sebagai berikut.

Bakteri nan berbahaya bagi manusia dan makhluk hayati lainnya disebut bakteri patogenik. Bakteri ini merupakan penyebab penyakit kolera, difteri, lepra, disentri, tifus, tetanus, meningitis, pneumonia, dan berbagai infeksi.

Selain pada manusia, bakteri nan bersifat patogenik juga bisa menyerang hewan dan tumbuhan. Bakteri juga menghancurkan sejumlah makanan. Mereka menyebabkan pengasaman susu, kerusakan mentega, dan merusak buah dan sayur. Toksin atau racun bakteri dalam makanan nan rusak bisa menyebabkan peracunan ptomalin , botulisme , dan berbagai jenis keracunan makanan lain.

Salah satu bakteri nan berbahaya lainnya ialah bakteri Mycobacterium tuberculosis , yaitu bakteri penyebab tuberculosa nan mempunyai takson, filum (Actinobacteria), ordo (Actinomycet), sub ordo (Corynebacterineae), famili (Mycobacteriaceae), genus ( Mycobacterium) .

Selain berbahaya, jenis bakteri juga ada nan bermanfaat bagi manusia. Bakteri memainkan peranan krusial dalam pembuatan cuka, jenis keju tertentu, dan sebagainya. Berbagai bahan kimia organik nan berharga juga merupakan produk atau bagian dari kegiatan bakteri. Di antaranya, aseton, nan banyak digunakan industri, dan butanol nan berfungsi sebagai pelarut vitamin.

Bakteri eksklusif malah bisa menghasilkan antibiotik atau obat. Di antara antibiotik krusial nan dihasilkan oleh bakteri ialah streptomisin . Antibiotik streptomisin efektif buat pengobatan tuberkolosis dan tularemia. Sedangkan, antibiotik aureomisin dan teramisin yang sangat efektif terhadap infeksi usus, urine, dan infeksi lainnya.

Bakteri termofilik menyukai kondisi panas. Mereka hayati dan berkembang biak dalam suhu ekstrem, yaitu antara 45°C hingga 80°C. Bahkan, ada nan bereproduksi pada suhu 121°C. Bakteri ini diberi nama Strain 121. Suhu 121°C lebih panas daripada suhu air mendidih. Tidak banyak loka di muka bumi nan mampu menyediakan habitat ekstrem bagi bakteri ini.

Beberapa di antaranya ialah di sumber air panas, kaldera gunung berapi, dan di celah hidrotermal kedalaman laut. Celah tersebut ialah rekahan permukaan bumi di bawah bahari loka magma merembes dan memanaskan air. Bakteri jenis termofilik pertama kali ditemukan pada 1960 oleh Thomas Brock. Bakteri ini ditemukan di sumber air panas di Yellowstone.

Dalam suhu nan sedemikian ekstrem, DNA bakteri lain tentu sudah meleleh. Bagaimana bakteri jenis termofilik mampu mempertahankan suhu tubuh ketika lingkungan sekitarnya mendidih?

Enzim, protein, dan DNA bakteri ini stabil dan bekerja optimal pada suhu ekstrem. Bakteri ini memiliki beberapa cara buat menjaga DNA mereka utuh. Kimiawi sel mereka mampu mencegah denaturasi protein.

Stabilitas mereka juga diperoleh sebab formasi dan jumlah ikatan protein nan lebih banyak. Kandungan garam, seperti potassium dan magnesium nan tinggi, mencegah penurunan ikatan fosfodiester. Beberapa DNA bakteri jenis termofilik berupa lilitan. DNA untai ganda memiliki lilitan nan lebih banyak, sehingga lebih tahan panas.

Menurut para ilmuwan, tak ada mikroorganisme nan mampu bertahan hayati pada suhu lebih dari 150°C. Namun, hal tersebut belum pernah dibuktikan keberadaannya. Bakteri termofilik ekstrem ( hyperthermofil ) membutuhkan suhu 80°C hingga 105°C buat berkembang. Banyak bakteri ini nan membutuhkan elemen belerang buat tumbuh dan berkembang.

Beberapa di antaranya merupakan bakteri anaerob nan menggunakan belerang sebagai akseptor elektron dalam proses respirasi selular. Ada juga bakteri jenis termofilik litotrof nan mengoksidasi belerang menjadi asam sulfat sebagai sumber energi. Bakteri tersebut mampu beradaptasi dengan pH nan sangat rendah. Oleh sebab itu, bakteri ini juga termasuk golongan acidofil.

Bakteri ini menghuni habitat bersuhu tinggi nan kaya belerang. Biasanya, mereka terdapat di kaldera gunung berapi, sumber air panas, geyser, dan fumarol. Beberapa bakteri termofilik litotrof berwarna sebab memiliki pigmen fotosintesis. Contohnya ialah Thermus aquaticus dan Thermococcus litoralis .