Di antara keanekaragaman hayati Bumi yang sangat beragam, Cyanobacteria bisa dikatakan hampir tidak tampak luar biasa. Namun, terlepas dari ukurannya, bakteri ini telah memainkan peran penting dalam evolusi Bumi, seperti yang banyak kita kenal.
Daftar ISI
Apa Itu Cyanobacteria?
Cyanobacteria adalah kelompok bakteri terbesar dan paling beragam. Biasa disebut dengan ganggang biru-hijau (cyan) karena adanya pigmen phycocyanin. Mereka berukuran antara 0,5 hingga 100 mikrometer, bersifat autotrof fotosintesis yang memiliki pigmen klorofil seperti tanaman hijau.
Organisme ini bersel tunggal dan prokariotik gram-negatif, melakukan fotosintesis oksigenik, dan juga memperbaiki Nâ‚‚ atmosfer. Mereka juga bertanggung jawab untuk memproduksi beberapa komoditas paling berharga di planet kita, seperti obat-obatan farmasi, biofuel, dan bioplastik.
Sebagian besar plankton yang ditemukan di lautan adalah bakteri satu ini. Mereka juga berfungsi sebagai makanan untuk ikan dan menghasilkan sebagian besar oksigen di atmosfer.
Karakteristik Umum
Berikut beberapa ciri khas yang membedakannya dari organisme lain. Beberapa ciri utamanya, meliputi:
1. Bentuk Sel
Dapat memiliki berbagai ukuran dan bentuk sel. Beberapa termasuk uniseluler, filamen, dan koloni. Bentuk filamen biasanya membentuk tali atau benang yang panjang. Masing-masing bentuk tersebut dikelilingi oleh selubung lengket yang disebut Trikoma. Trikoma dapat bercabang atau tidak bercabang.
2. Pigmen Fotosintetik
Mengandung pigmen fotosintetik yang memberikan warna biru-hijau pada organisme ini. Pigmen utama yang mereka miliki adalah klorofil-a dan fikosianin.
3. Selulosa
Bakteri ini memiliki dinding sel yang mengandung selulosa. Dinding sel ini memberikan kekuatan dan perlindungan pada organisme ini.
4. Heterocyst
Beberapa mikroorganisme jenis ini memiliki sel yang disebut heterocyst. Heterocyst adalah sel khusus yang berperan dalam fiksasi nitrogen. Mereka memungkinkan makhluk hidup ini untuk mengambil nitrogen dari udara dan mengubahnya menjadi senyawa yang dapat digunakan.
Habitat dan di Bawah Lingkungan Ekstrim
Keluarga bakteri fotosintesis yang dikenal sebagai cyanobacteria tersebar luas di kedua jenis habitat, baik air maupun daratan. Seperti lautan, sungai, laut dan danau serta pada pengaturan terestrial, misalnya pada tanah lembab. Mereka dapat tinggal sendiri atau di koloni (dengan membangun bola atau filamen bersama yang lainnya).
Dapat dengan mudah bertahan hidup di lingkungan yang ekstrim, seperti mata air panas, perairan hipersalin, lingkungan beku, dan gurun gersang. Mikroorganisme ini juga mampu bertahan hidup pada kisaran suhu 45-70 °C dan pH lebih rendah dari 4-5 dengan kisaran optimal 7,5-10. (Singh, dkk. 2016)
Kemampuan makhluk hidup ini untuk bertahan hidup dalam kondisi lingkungan yang ekstrim, dapat dimanfaatkan untuk perbaikan tanah yang terkena garam. Karena mereka dapat mengurangi kadar garam dan meningkatkan kadar C, N, dan P, termasuk kadar air dari tanah yang terkena garam.
Peran dalam Ekosistem dan Lingkungan
Memiliki peran penting dalam ekosistem dan lingkungan. Beberapa peran utamanya meliputi:
1. Produksi Oksigen
Cyanobacteria adalah produsen utama oksigen di Bumi. Melalui proses fotosintesis, mereka mengubah karbondioksida menjadi oksigen, sehingga memberikan kontribusi signifikan terhadap siklus oksigen di planet ini.
2. Fiksasi Nitrogen
Beberapa mikroorganisme satu ini mampu fiksasi nitrogen, yaitu mengambil nitrogen dari udara dan mengubahnya menjadi senyawa yang dapat digunakan oleh organisme lain. Ini penting untuk pertumbuhan serta perkembangan tanaman dan organisme lainnya.
3. Sumber Makanan
Sebagai sumber makanan bagi organisme lain, seperti plankton, zooplankton, dan ikan kecil. Mereka berperan sebagai dasar dalam rantai makanan akuatik.
4. Penyubur Tanah
Cyanobacteria dapat hidup di tanah dan membantu meningkatkan kesuburan tanah. Mereka membantu mengikat nitrogen dan nutrisi lainnya, serta membantu memecah bahan organik.
Klasifikasi Cyanobacteria
Klasifikasi bakteri ini cukup bervariasi dengan penjelasan morfologi dan karakteristiknya. Sampai akhir abad 20, diakui sebagai ganggang dan dengan demikian mengikuti Kode Internasional Nomenklatur Botani.
Namun, dengan ditemukannya sifat prokariotik, mereka direklasifikasi di bawah Kerajaan Monera, Divisi Eubacteria, menurut Kode Internasional Nomenklatur untuk Bakteri.
Sistem tertua yang diusulkan oleh Fritsch pada tahun 1935 hanya mengelompokkan bakteri ini ke dalam 11 kategori berdasarkan morfologi. Seiring waktu, beragam sistem klasifikasi diusulkan oleh ahli algologi yang berbeda.
Salah satu sistem yang lebih populer yang diusulkan oleh Fritsch pada tahun 1945 mengklasifikasikan lebih dari 2000 spesies cyanobacteria menjadi lima ordo. Urutan taksonomi Fritsch kemudian diadaptasi oleh National Centre for Biotechnology Information (NCBI) pada tahun 2004 dan terus digunakan hingga saat ini.
Berikut pengklasifikasinya berdasarkan variasi morfologi, fisiologi, dan genetik dan contohnya:
1. Chroococcales
Kelompok ini umumnya berbentuk bulat atau oval. Mereka hidup sebagai sel tunggal atau membentuk koloni. Bereproduksi dengan pembelahan biner atau tunas. Contohnya adalah Aphanocapsa.
2. Pleurocapsales
Berbentuk sel bulat atau pseudo-filamen, membentuk koloni, dan bereproduksi dengan cara membentuk endospora. Contohnya adalah Chroococcidiopsis.
3. Oscillatoriales
Dalam kelompok jenis ini, organisme memiliki bentuk filamen tunggal yang dapat bergerak seperti ular. Mereka membentuk gulungan yang terlihat seperti tali atau benang. Tidak terbentuk dari heterokista atau spora.
Contohnya adalah Lyngbya dan Spirulina yang berperan sebagai suplemen makanan, karena kandungan nutrisinya yang tinggi. Mereka sering ditemukan di air tawar yang kaya nutrisi.
4. Nostocales
Cyanobacteria dalam kelompok ini membentuk koloni yang berisi banyak sel. Mereka sering ditemukan di dalam gelembung lendir yang melindungi mereka dari lingkungan. Memiliki struktur berserabut dan bentuk heterokista.
Contohnya adalah Anabaena yang memiliki kemampuan fiksasi nitrogen serta Nostoc yang sering ditemukan di air tawar maupun di tanah yang lembab.
5. Stigonematales
Klasifikasi jenis ini membentuk filamen bercabang yang terlihat seperti tali panjang dengan ranting-ranting kecil. Contohnya adalah Mastigocladus.
Klasifikasi organisme ini juga terbagi lagi berdasarkan morfologinya. Mulai dari berbentuk bulat, serabut atau filamen, dan berbentuk tabung. Meskipun bakteri ini uniseluler, di alam mereka sering berkumpul bersama untuk membentuk koloni filamen, lembaran, atau bola.
Mereka juga bervariasi dalam ukuran, antara 0,5 mikrometer (spesies: Prochlorococcus) hingga 100 mikrometer (spesies: Oscillatoria). Namun, mereka biasanya jauh lebih besar daripada bakteri lainnya.
Struktur Sel
Makhluk hidup satu ini memiliki struktur sel yang sederhana. Mereka terdiri dari dinding sel yang mengandung selulosa dan lapisan luar yang melindungi sel dari kerusakan fisik dan kimia. Memiliki membran sel juga yang mengandung berbagai enzim dan pigmen fotosintetik.
Cyanobacteria modern tertutup dengan lapisan peptidoglikan, menyerupai kebanyakan prokariotik lainnya. Membran bakteri dapat dibagi lagi menjadi membran luar dan membran dalam. Membran luar biasanya berlubang dengan pori-pori yang memungkinkan bertransportasi molekul antara bakteri dan lingkungan.
Bakteri atau koloninya juga dapat tertutup oleh bungkusan lendir transparan atau berpigmen yang disebut selubung. Selubung eksternal sering terdiri dari beragam monosakarida termasuk pentosa, heksosa, gula metil, dan gula amino.
Selubung pelindung juga membantu melestarikan morfologi dalam catatan fosil oleh ilmuwan. Selain sistem membran eksternal yang kompleks, bakteri ini mengandung struktur internal yang membantu dalam fotosintesis.
Cara Hidup dan Berfotosintesis
Cyanobacteria dapat hidup dalam berbagai kondisi lingkungan. Beberapa spesies organisme hidup di air tawar, seperti danau dan sungai, sementara yang lain dapat ditemukan di laut. Mereka juga dapat hidup di tanah, bebatuan, atau sebagai simbiotik dengan organisme lain, seperti lumut atau fungi.
Mengandalkan fotosintesis untuk menghasilkan energi. Mereka menggunakan energi matahari untuk mengubah karbon dioksida dan air menjadi glukosa dan oksigen. Beberapa spesies juga mampu melakukan fotosintesis anoksigenik, di mana mereka menghasilkan energi tanpa melepaskan oksigen.
Sistem Reproduksi
Pembelahan biner melintang adalah bentuk reproduksi aseksual yang paling umum pada organisme ini. Selain itu, ada beberapa struktur khusus yang berperan dalam reproduksi jenis bakteri ini, yakni:
1. Akinetes
Setelah menyimpan persediaan makanan, sel vegetatif dari beberapa bakteri ini berkembang menjadi sel kuning-coklat yang dikenal sebagai akinetes. Ia memiliki dinding yang kuat yang menutupinya dan ketika kondisinya menguntungkan, ia tumbuh untuk membuat thallus baru.
2. Hormogonia
Beberapa jenis dalam ordo Stigonematales dan Nostocales menghasilkan filamen bergerak sel yang disebut hormogonia. Mereka adalah filamen pendek yang menunjukkan gerakan meluncur dan tumbuh menjadi filamen baru yang berkembang sepenuhnya pada tahap selanjutnya.
3. Hormokista
Ini adalah struktur yang berisikan kumpulan hormogonia dengan selubung padat. Mereka dapat interkalar atau terminal dalam posisi dan dapat menghasilkan filamen baru melalui perkecambahan di salah satu atau kedua ujungnya.
4. Spora
Ketika kondisi yang tidak menguntungkan telah berlalu, bernon-filamen biasanya menghasilkan spora, seperti endospora, eksospora, dan nanokista yang berkontribusi dengan berkecambah dan menimbulkan sel-sel vegetatif baru.
Organisme Cyanobacteria, Cukup Unik Bukan?
Cyanobacteria atau disebut alga biru-hijau adalah kelompok mikroorganisme fotosintetik yang memiliki peran penting dalam ekosistem dan lingkungan. Mereka menghasilkan oksigen, membantu dalam fiksasi nitrogen, berperan sebagai sumber makanan, dan meningkatkan kesuburan tanah.
Bakteri ini juga memiliki berbagai bentuk dan struktur sel yang sederhana. Beberapa contohnya termasuk Anabaena, Nostoc, Spirulina, dan Prochlorococcus. Dengan keanekaragaman dan peran mereka dalam ekosistem, organisme jenis ini merupakan organisme yang menarik untuk dipelajari dan dipahami lebih lanjut.
