Bakteri, Mikroorganisme Dengan Kemampuan Luar Biasa

Kita tentunya sudah tidak asing dengan bakteri, organisme bersel satu yang memiliki karakteristik unik. Banyak orang yang mengidentikkan mikroorganisme ini sebagai penyebab berbagai macam penyakit, seperti diare, tipes dan lain sebagainya. Meskipun begitu, banyak pula dari mereka yang tidak berbahaya atau bahkan bermanfaat bagi makhluk hidup, seperti bakteri Lactobacillus bulgaricus dan Streptococcus thermophillus yang bermanfaat dalam membantu proses pencernaan kita.

Meskipun sebagian besar bakteri tersusun dari sel tunggal yang berukuran sangat kecil, organisme ini ternyata tidaklah sesederhana seperti yang kita sangka. Bahkan, sebuah penelitian mengungkap bahwa bakteri dapat berkomunikasi dengan sesamanya dan mengkoordinasikan aktivitas mereka. Beberapa di antaranya dapat bertahan hidup dalam kondisi lingkungan yang ekstrem yang dapat membunuh makhluk hidup lainnya; beberapa dapat menghasilkan cahaya; dan ada pula yang dapat mendeteksi serta merespon keberadaan medan magnet di sekitarnya.

Kemampuan beradaptasi dengan lingkungan ekstrem

Beberapa bakteri dapat hidup dalam kondisi lingkungan yang ekstrem, yang disebut sebagai keluarga Extremophiles. “Ekstrem” yang dimaksud di sini adalah dalam standar manusia, seperti misalnya kemampuan untuk hidup di lingkungan dengan tingkat salinitas tinggi, tekanan yang kuat, kadar asam yang tinggi, atau bahkan di lingkungan hampa udara sekalipun.

Salah satu contoh bakteri yang termasuk dalam golongan Extremophiles adalah bakteri halophilic, yang mampu bertahan hidup dalam lingkungan dengan kadar garam sangat tinggi. Bakteri yang termasuk dalam kelas ini diantaranya adalah Salinibacter ruber, bakteri berbentuk batang dan berwarna oranye kemerahan yang berkembang dengan baik di lingkungan air kolam dengan konsentrasi garam antara 20% sampai 30%, seperti yang dapat kita temui di danau laut mati (sebagai pembanding, konsentrasi air garam di laut adalah sekitar 3,5%).

Contoh lain dari bakteri extremophiles adalah bakteri Thermophilic yang memiliki kemampuan beradaptasi di lingkungan bersuhu tinggi. Biasanya mereka hidup di celah hidrotermal (celah yang terbentuk pada permukaan bumi yang merupakan rekahan kerak bumi dan biasanya membentuk sumber mata air panas). Secara umum, mereka dapat bertahan hidup di suhu antara 60°C sampai dengan 80°C. Bahkan ada pula yang memiliki kemampuan bertahan hidup pada perairan dalam yang bersuhu lebih dari 100° C (yang tidak mendidih dikarenakan tingginya tekanan di perairan dalam tersebut).

Berbeda dengan Thermophilic, tahun 2013 ini, para peneliti juga menemukan bakteri yang hidup di dataran Arktik yang diberi nama Planococcus halocryophilus. Bakteri ini mampu bereproduksi pada suhu -15° C dan tercatat mampu bertahan hidup pada suhu -25° C.

Deinococcus radiodurans, salah satu anggota Extremophiles lainnya, bahkan tercatat dalam Guiness Book of Record sebagai bakteri paling “tabah” yang pernah ditemukan oleh manusia, karena dapat bertahan hidup di lingkungan dingin, asam, tanpa air, bahkan di lingkungan hampa udara dan terpapar radiasi sekaligus. Sampai saat ini, habitat alami dari bakteri ini belum diketahui. Disinyalir bahwa bakteri ini berasal dari jutaan tahun yang lalu, ketika bumi masih muda. Saat ini para peneliti masih terus menjajaki kemungkinan penggunaan bakteri ini untuk membantu proses penjelajahan angkasa untuk menyelidiki planet-planet di luar bumi.

Penghasil cahaya di lautan

Seperti namanya, bakteri Bioluminescent memiliki kemampuan menghasilkan cahaya pada sel-selnya. Habitat alami bakteri ini adalah di perairan laut, pada lapisan sedimen atau di dasar laut, atau menempel pada sisa-sisa makhluk hidup yang berada di dasar laut. Bakteri ini juga dapat ditemukan “menempel” pada beberapa hewan laut yang memiliki organ khusus yang disebut organ cahaya.

Contoh makhluk hidup yang mengandung bakteri ini adalah ikan-ikan laut yang mampu mengeluarkan cahaya, seperti flashlight fish. Ikan ini memiliki organ cahaya atau disebut juga fotophore yang terletak di bawah mata. Organ ini dapat menyala dan mati seperti layaknya lampu senter, yang terjadi karena gerakan membran kecil yang dapat membuka dan menutup seperti layaknya gerakan kedipan mata. Cahaya tersebut sebenarnya berasal dari bakteri Bioluminescent yang hidup di dalam organ cahaya. Bakteri tersebut mengandung molekul yang disebut luciferin, yang mampu menghasilkan cahaya ketika bereaksi dengan oksigen. Agar proses ini terjadi, bakteri Bioluminescent menghasilkan enzim luciferase.

Flashlight fish adalah binatang nokturnal. Mereka menggunakan cahaya tersebut untuk berkomunikasi dengan ikan lainnya, sekaligus juga menarik mangsa. Cahaya tersebut juga menolong si ikan untuk menghindari predator. Dengan cahaya yang berkedip-kedip tersebut, mereka membingungkan para predator untuk melacak jejak pergerakan mereka di dalam air. Bisa dibilang, hubungan antara Flashlight fish dengan bakteri Bioluminescent bersifat simbiosis mutualisme. Sementara si ikan mendapatkan keuntungan mengecoh predatornya, bakteri Bioluminescent memperoleh nutrisi dan oksigen yang berasal dari inangnya.

Contoh lainnya adalah bakteri Vibrio fischeri yang bersimbiosis dengan cumi-cumi ekor Hawai. Di malam hari, cumi-cumi tersebut “menyerap” dan menangkap Vibrio fischeri ke dalam organ cahaya mereka. Bakteri-bakteri ini memproduksi molekul sinyal yang diketahui sebagai autoinducer (senyawa kimia yang dibentuk oleh bakteri dalam kondisi quorum). Molekul tersebut kemudian mengaktifkan gen luminescence yang kemudian menyebabkan bakteri memproduksi cahaya.

Cahaya yang dikeluarkan bakteri tersebut mampu menolong cumi-cumi untuk mencegah bayangan mereka terlihat oleh para predator ketika berenang di atas cumi-cumi. Bersama dengan cahaya bulan yang mencapai dasar lautan, efek ini menimbulkan apa yang disebut sebagai counter-illumination yang membantu cumi-cumi tersebut untuk mengkamuflasekan keberadaan mereka dari para predator.

Cumi-cumi ekor Hawai adalah binatang nokturnal. Sepanjang siang, binatang ini melakukan sebuah proses yang disebut venting (pelepasan). Bakteri dilepaskan ke dalam lautan dari organ cahaya sehingga konsentrasi mereka turun di bawah level yang dibutuhkan untuk memproduksi cahaya. Menjelang malam, bakteri tersebut diserap kembali dan siklus itu diulang pada pagi berikutnya.

Bakteri juga memiliki kemampuan berkomunikasi

Tahukah Anda, bahwa bakteri dapat saling berkomunikasi satu sama lain? Dengan menggunakan transmisi dari sinyal molekul diantara sel bakteri yang berbeda, mereka saling berhubungan satu sama lain. Sinyal molekul tersebut sebenarnya adalah senyawa kimia yang diproduksi oleh bakteri dan dapat mengikat reseptor pada permukaan bakteri lain, sehingga memicu respon bakteri yang menerima senyawa kimia tersebut. Dengan cara inilah sebenarnya bakteri saling berkomunikasi.

Para peneliti menemukan bahwa banyak spesies bakteri yang dapat mendeteksi sejumlah sinyal molekul yang ada di lingkungan mereka dalam sebuah proses yang disebut quorum sensing. Melalui quorum sensing, spesies ini hanya akan merespon sinyal kiwiawi tersebut jika konsentrasi sinyal molekul mencapai level tertentu atau “memenuhi quorum”. Jika hanya sedikit bakteri yang berada dalam wilayah tersebut, level molekul sinyal akan rendah, dalam arti tidak memenuhi quorum, dan bakteri tidak akan merespon keberadaan sinyal tersebut. Jika “quorum” sudah terbentuk, mereka akan memproduksi sinyal molekul yang dapat memicu respon satu sama lain. Seluruh bakteri tersebut kemudian merespon sinyal dengan cara yang sama pada waktu yang bersamaan pula. Bakteri tersebut secara tidak langsung mendeteksi jumlah bakteri sejenis dalam tempat yang sama kemudian merubah perilaku mereka ketika “mencapai quorum.” (jumlah tertentu).

Kemampuan ini memungkinkan bakteri untuk mengkoordinasikan aktivitas dan memproduksi efek yang lebih kuat pada lingkungan mereka. Sebagai contohnya, bakteri patogen (bakteri yang menyebabkan penyakit) akan meningkatkan kemampuan mereka untuk menyerang tubuh inangnya dengan mengkoordinasikan perilaku setelah populasi bakteri tersebut mencapai jumlah tertentu.

Bakteri predator yang memangsa sesamanya

Ternyata, ada juga jenis bakteri predator, yang mempunyai sifat menyerang dan membunuh bakteri lainnya. Salah satunya adalah Vampirococcus yang hidup di danau air tawar dengan kadar belerang tinggi. Bakteri ini menyerang bakteri lain yang lebih besar, bakteri berwarna ungu yang disebut Chromatium, dan menyerap cairan dari mangsanya tersebut sampai mati. Hal inilah yang kemudian menjadikan bakteri ini disebut sebagai Vampirococcus, karena mirip dengan tokoh penghisap darah vampir.

Selain itu, ada juga Dellovibrio bacteriovorus, jenis bakteri yang menyerang bakteri lainnya dan kemudian memasuki sel bakteri mangsanya. Di dalam sel inangnya tersebut, bakteri ini memproduksi enzim untuk mencerna lapisan luar mangsanya, dan membuat jalan masuk dengan cara berputar seperti mengebor. Setelah berhasil memasuki sel mangsanya, Dellovibrio bacteriovorus akan bereproduksi di dalam sel korbannya dan kemudian merusak tubuh inangnya. Bakteri ini juga memiliki kemampuan “berenang” yang fantastis, sekitar sepanjang 100 sel dalam satu detik, yang membuat bakteri ini menjadi salah satu bakteri tercepat yang pernah ditemukan.

Beberapa peneliti saat ini sedang meneliti kemungkinan bakteri predator tersebut apakah dapat digunakan untuk menyerang bakteri patogen yang merugikan, sebagai salah satu alternatif penyembuhan penyakit yang disebabkan oleh bakteri.

Bakteri pendeteksi medan magnet

Pada tahun 1975, Richard P. Blakemore, seorang peneliti di Institut Oseanografi Woods Hole, menemukan bahwa ada jenis bakteri tertentu yang sensitif terhadap medan magnet. Bakteri magnetotatis, nama bakteri tersebut, mendeteksi dan merespon medan magnet bumi maupun medan magnet buatan yang berada di sekitarnya. Dalam penelitiannya, Blakemore memperhatikan bahwa beberapa bakteri selalu bergerak pada sisi yang sama pada daerah dengan medan magnet ketika dia mengamatinya di bawah mikroskop. Dia juga mengamati bahwa jika dia menempatkan magnet pada satu sisi, bakteri tertentu selalu bergerak sepanjang kutub utara magnet tersebut. Bakteri magnetis ini mengandung organela khusus yang disebut dengan magnetosomes. Magnetosome mengandung magnetite atau greigite, semacam kristal magnet yang sebenarnya merupakan sebuah magnet kecil yang memiliki kutub utara dan selatan seperti halnya magnet lainnya. Saat ini para peneliti masih terus mengkaji potensi bakteri magnetis ini untuk dimanfaatkan bagi kehidupan umat manusia.

Penyelidikan selanjutnya

Begitu banyaknya sifat bakteri yang unik, yang kesemuanya membuka kemungkinan untuk terus diteliti oleh para ahli. Demikian pula, masih terbuka banyak kemungkinan untuk mengembangkan hasil-hasil penelitian terkait supaya nantinya organisme ini dapat digunakan untuk kemaslahatan umat manusia. Apakah Anda tertarik mempelajari bakteriologi (cabang ilmu pengetahuan yang mempelajari bakteri)?

Author: Sukmo Pinuji

Share This Post On

Submit a Comment

Your email address will not be published. Required fields are marked *


*

You may use these HTML tags and attributes: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>