Kamis, 19 Januari 2012

SEJARAH PERKEMBANGAN MIKROBIOLOGI

2.   ALGA
      Di dunia mikrobia, algae termasuk eukariotik, umumnya bersifat fotosintetikdengan pigmen fotosintetik hijau (klorofil), coklat (fikosantin), biru kehijauan(fikobilin), dan merah (fikoeritrin). Morfologi algae ada yang berbentuk uniseluler,ada pula yang multiseluler tetapi belum ada pembagian tugas pada sel-selkomponennya. Algae dibedakan dari tumbuhan hanya karena hal tersebut. 

1.    Habitat algae
Habitat algae dapat berada di permukaan atau dalam perairan (aquatik) maupundaratan (terestrial) yang terkena sinar matahari, tetapi kebanyakan di perairan. Algaeterestrial dapat hidup di permukaan tanah, batang kayu, dan lain-lain. Algae daratdapat bersimbiose dengan jamur dan membentuk lumut kerak (Lichenes). Padalichenes algae bertindak sebagai fikobion, sedangkan jamur sebagai mikobion.Algae yang dapat membentuk Lichenes adalah anggota dari Chlorophyta, Xanthophyta,dan algae hijau biru (Cyanobacteria) yang termasuk bakteri. Fikobionmemanfaatkan sinar matahari untuk fotosintesa, sehingga dihasilkan bahan organikyang dapat dimanfaatkan oleh mikobion. Mikobion memberikan perlindungan danberfungsi untuk menyerap mineral bagi fikobion. Pada beberapa kasus mikobiondapat menghasilkan faktor tumbuh yang dapat dimanfaatkan oleh fikobion.Lichenes sangat lambat pertumbuhannya, tetapi dapat hidup pada tempat ekstremyang tidak bisa digunakan untuk tempat tumbuh jasad hidup lain. Sebagai contohLichenes dapat tumbuh pada batuan dengan keadaan yang sangat kering, panas danmiskin unsur hara atau bahan organik. Lichenes menghasilkan asam-asam organikyang dapat melarutkan mineral batuan.
Algae laut mempunyai peranan yang sangat penting di dalam siklus unsur-unsurdi bumi, mengingat jumlah massanya yang sangat banyak yang kemungkinan lebihbesar dari jumlah tumbuhan di daratan. Beberapa algae laut bersel satubersimbiosa dengan hewan invertebrata tertentu yang hidup di laut, misalnya spon,koral, cacing laut. Kandungan beberapa pigmen fotosintetik pada algae memberikanwarna yang spesifik. Beberapa divisi algae dinamakan berdasarkan warna tersebut,misalnya algae hijau, algae merah dan algae coklat.

2.     Morfologi algae
Algae uniseluler (mikroskopik) dapat betul-betul berupa sel tunggal, atautumbuh dalam bentuk rantaian atau filamen. Ada beberapa jenis algae yang sel-selnya membentuk koloni, misalnya pada Volvox, koloni terbentuk dari 500-60.000 sel.Koloni-koloni inilah yang dapat dilihat dengan mata biasa.Algae multiseluler (makroskopik) mempunyai ukuran besar, sehingga dapatdilihat dengan mata biasa. Pada algae makroskopik biasanya mempunyai berbagai macam struktur khusus. Beberapa jenis algae mempunyai struktur yang disebuthold fast, yang mirip dengan sistem perakaran pada tanaman, yang berfungsiuntuk menempelnya algae pada batuan atau substrat tertentu, tetapi tidak dapatdigunakan untuk menyerap air atau nutrien. Algae tidak memerlukan sistem transportnutrien dan air, karena nutrien dan air dapat dipenuhi dari seluruh sel algae. Strukturkhusus yang lain adalah bladder atau pengapung, yang berguna untuk menempatkan  algae pada posisi tepat untuk mendapatkan  cahaya  maksimum .Tangkai  atau batang pada algae di sebut stipe, yang berguna untuk  mendukung blade, yaitu bagian utama algae yang berfungsi mengabsorbsi nutrien dan cahaya.

3.    Perkembangbiakan algae
Perkembangbiakan secara aseksual terjadi melalui proses yang disebut mitosis.Kebanyakan algae bersel tunggal berkembang biak dengan membelah diri, seperti padabakteri (prokariot). Perbedaannya, pada pembelahan sel prokariot terjadi replikasiDNA, dan masing-masing sel hasil pembelahan mempunyai setengah DNA awal dansetengah DNA hasil replikasi. Sedangkan pada algae eukariot, terjadi penggandaankromosom dengan proses yang lebih kompleks yang disebut mitosis. Masing-masing selhasil pembelahan mempunyai kromosom turunannya.Algae lain, khususnya yang berbentuk multiseluler, berkembang biak denganberbagai cara. Beberapa jenis algae dapat mengadakan fragmentasi, yaitu pemotonganbagian filamen yang kemudian dapat tumbuh menjadi individu baru. Algae yanglainberkembang biak dengan menghasilkan spora. Spora algae mempunyai strukturyang 44berbeda dengan endospora pada bakteri.
Spora ada yang dapat bergerak aktif,yangdisebut zoospora, dan ada yang tidak dapat bergerak aktif (nonmotil) disebutautospora.Perkembangbiakan secara aseksual pada algae seperti pada jasad eukariotiklain, yaitu dengan terbentuknya dua jenis sel khusus yang disebut gamet yang bersifathaploid. Dua sel gamet tersebut melebur dan menghasilkan zygot yang bersifat diploid.Zygot mempunyai dua turunan masing-masing kromosom (2n). Gamet hanyamempunyai satu turunan kromosom (1n). Proses reduksi jumlah kromosom ini disebutmeiosis.Meiosis terjadi dalam masa-masa yang berbeda pada berbagai siklus hidupalgae. Beberapa jenis algae selama siklus hidupnya terutama berada pada fase diploid,tetapi algae lain mempunyai fase zygot sampai meiosis yang sangat singkat, sehinggadalam siklus hidupnya terutama berada pada fase haploid. Pada algae yang berukuranbesar (makroskopik) ada yang mempunyai 2 macam struktur reproduktif yang berbeda,yaitu gametofit (haploid) dan sporofit (diploid). Sebagai contoh adalah pada Ulva yangtermasuk algae hijau.

 
1.    Fisiologi algae
Pada umumnya algae bersifat fotosintetik, menggunakan H2O sebagai donorelektron, pada keadaan tertentu beberapa algae dapat menggunakan H2 untuk prosesfotosintesa tanpa menghasilkan O2. Sifat fotosintetik pada algae dapat bersifat mutlak(obligat fototrof), jadi algae ini tumbuh di tempat-tempat yang terkena cahayamatahari.Beberapa algae bersifat khemoorganotrof, sehingga dapat mengkatabolisme gula-gulasederhana atau asam organik pada keadaan gelap. Senyawa organik yang banyakdigunakan algae adalah asetat, yang dapat digunakan sebagai sumber C dan sumber energi.
Algae tertentu dapat mengasimilasi senyawa organik sederhana denganmenggunakan sumber energi cahaya (fotoheterotrof). Pada algae tertentu dapat tidak terjadi proses fotosintesa sama sekali, dalam hal ini pemenuhan kebutuhan nutrisididapatkan secara heterotrof.Pada umumnya algae yang dapat melakukan fotosintesa normal, dapat tumbuhbaik dengan cepat dalam keadaan gelap, dengan menghabiskan berbagai senyawaorganik hasil fotosintesa. Pada keadaan gelap, proses fotosintesa berubah menjadiproses respirasi. Pada algae heterotrof, pemenuhan kebutuhan energi berasal dari 45bahan organik yang ada di sekitarnya. Algae yang tidak berdinding sel dapat memakanbakteri secara fagotrofik.Algae leukofitik adalah algae yang kehilangan kloroplas. Hilangnya kloroplastersebut bersifat tetap, atau tidak dapat kembali seperti semula.
Hal ini banyakterjadipada algae bersel tunggal seperti diatomae, flagelata, dan algae hijau nonmotil. Algaeleukofitik dapat dibuat, misalnya Euglena yang diperlakukan dengan streptomisin atausinar ultra violet.

2.    Pengelompokan algae
Berdasarkan tipe pigmen fotosintetik yang dihasilkan, bahan cadangan makanan didalam sel, dan sifat morfologi sel, maka algae dikelompokkan menjadi 7 divisioutama, yaitu Chlorophyta, Euglenophyta, Chrysophyta, Pyrrophyta, Rhodophyta, Phaeophyta, dan Cryptophyta.

a)        Divisio Chlorophyta
Ciri-ciri algae ini adalah berwarna hijau, mempunyai pigmen fotosintetikyang terdiri dari klorofil a dan b seperi pada tumbuhan, karoten, dan beberapaxantofil. Cadangan makanan berupa pati, dinding sel terdiri dari selulosa, xylan,manan, beberapa tidak berdinding sel, dan mempunyai flagela 1sampai 8 buah. Algaehijau ini banyak terdapat di ekosistem perairan, dan diduga merupakan asal daritumbuhan. Organisasi selnya dapat berbentuk uniseluler, multiseluler yang berbentuk koloni, dan multiseluler yang berbentuk filamen. Contoh algae hijauuniseluler yaitu order Volvocales, genera Chlamydomonas dan Volvox, yang bersifatmotil karena berflagela, sedangkan algae yang berbentuk filamen adalah generaUlothrix, Spirogyra dan Ulva. Bentuk Spirogyra sangat khusus karena kloroplasnya yangberbentuk spiral. Anggota algae ini yang sering ditanam sebagai rumput laut yaitu Scenedesmus, dan yang sering digunakan sebagai makanan kesehatan adalah Chlorella.
       Pada siklus hidup Chlamydomonas, algae ini mengadakan reproduksi secaraseksual dengan peleburan sel yang menghasilkan zygot. Setelah periode dorman akanterjadi meiosis sehingga terbentuk 4 sel yang kemudian memperbanyak diridengan pembelahan mitosis. Pada perkembangbiakan secara aseksual, sel akankehilangan flagela dan kemudian terjadi pembelahan secara mitosis menjadi 4, 8atau 16 sel. Masing-masing sel keluar dari dinding sel dan kemudian tumbuh flagela.





 
   Perkembangbiakan algae yang berbentuk filamen terutama secara aseksual,yaitu dengan cara fragmentasi. Pada Spirogyra dapat berkembang secaraseksualdengan membentuk tabung konjugasi, setelah isi sel melebur akan terbentukzygot dan berkembang menjadi zygospora, dan pembelahan meiosis terjadi setelahzygospora berkecambah

b)        Divisio Euglenophyta
Algae ini berbentuk euglenoid, mempunyai pigmen fotosintetik yang terdiriklorofil a dan b sehingga tampak berwarna hijau dan mempunyai karoten serta xantofil. Perbedaan dengan algae hijau  adalah  cadangan  makanan nya yang berupaparamilon, aitu polimer glukosa dengan ikatan B1,3. Semua anggota algae iniuniseluler, empunyai 1-3 flagela dengan letak apical atau subapical, dan mempunyaimembran plasma dengan struktur fleksibel yang disebut pelikel. Euglenophy takebanyakan hidup di perairan atau tanah. Perkembangbiakannya dengan membelahdiri, dan tidak dapat berkembangbiak secara seksual.Algae Euglena gracilis mempunyai 2 flagela yang tidak sama panjang, dan bintikmata yang berwarna merah karena berisi karotenoid. Bintik mata berfungsisebagai penerima cahaya untuk mengatur gerak aktif, sebagai respon sel terhadaparah dan intensitas cahaya. Algae ini tidak berdinding sel sehingga lentur.









c)        Divisio Pyrrophyta
Anggota algae ini juga sering disebut dinoflagelata, mempunyai pigmen fotosintetik berupa klorofil a dan c, karoten dan beberapa jenis mengandungxantofil. Cadangan makanan terdiri atas pati atau minyak, dinding sel tersusun dariselulosa dan ada yang sangat keras disebut teka, tetapi ada yang tidak berdindingsel. Algae ini umumnya mempunyai alat gerak yang berupa 2 flagela.Pyrrophyta umumnya berwarna merah atau coklat, karena adanya pigmenxantofil dan selnya berbentuk uniseluler. Algae ini terutama hidup di laut,beberapa anggotanya dapat mengeluarkan cahaya bioluminesen, maka sering disebutfire algae. Contoh algae ini Gonyaulax polyedra, yang menghasilkan toksin berwarnamerah atau merah coklat yang dapat mematikan hewan-hewan laut.


d)        Divisio Pyrrophyta
Anggota algae ini juga sering disebut dinoflagelata, mempunyai pigmenfotosintetik berupa klorofil a dan c, karoten dan beberapa jenis mengandungxantofil. Cadangan makanan terdiri atas pati atau minyak, dinding sel tersusun dariselulosa dan ada yang sangat keras disebut teka, tetapi ada yang tidak berdindingsel. Algae ini umumnya mempunyai alat gerak yang berupa 2 flagela.Pyrrophyta umumnya berwarna merah atau coklat, karena adanya pigmenxantofil dan selnya berbentuk uniseluler. Algae ini terutama hidup di laut,beberapa anggotanya dapat mengeluarkan cahaya bioluminesen, maka sering disebutfire algae. Contoh algae ini Gonyaulax polyedra, yang menghasilkan toksin berwarnamerah atau merah coklat yang dapat mematikan hewan-hewan laut.Dinoflagelata tertentu dapat tumbuh dengan memakan bakteri dan spesies algaelain. Beberapa spesies algae ini tidak mempunyai klorofil, dan bersifat heterotrof.Anggota algae ini ada yang bersifat miksotrofik, selain mampu mengadakanmetabolisme sebagai heterotrof juga bersifat sebagai fotoautotrof.d. Divisio ChrysophytaAlgae ini mempunyai pigmen yang berbeda-beda sehingga ada yang disebutalgae kuning hijau (Xanthophyceae), dan algae keemasan (Chrysophyceae). Diaotomaeyang termasuk Bacillariophyceae juga termasuk anggota algae ini.
     Pigmen fotosintetik terdiri atas klorofil a dan c, karoten, fukoxantin, danbeberapa xantofil. Bahan cadangan makanan algae ini berupa krisolaminarin, yaitupolimer glukosa dengan ikatan B. Dinding selnya tersusun dari selulosa, silika, dankalsium karbonat. Pada beberapa jenis algae ini mempunyai 1 atau 2 flagela.Dinding sel diatomae yang keras disebut frustule. Ada 2 macam bentuk frustule,yaitu centric dan pennate. Diatomae dengan bentuk pennate yang tidak berflagela, adayang dapat bergerak diatas substrat padat karena adanya raphe. Raphe adalah celahmemanjang dan sempit pada dinding sel sebagai tempat keluarnya sitoplasma. Gerakantimbul karena adanya arus protoplasma tersebut.


Dinding sel diatomae merupakan dua bagian yang saling menutupi. Dinding selyang keras ini menjadi masalah saat mengadakan perkembangbiakan secara aseksual,yaitu dengan cara membelah diri secara longitudinal. Sel baru hasil pembelahan terdirisetengah bagian sel sebelum pembelahan yang ditutup dengan setengah bagiansel yang baru terbentuk. Akibatnya setelah beberapa kali membelah, maka selhasil pembelahan semakin mengecil ukurannya, kurang lebih 30 % lebih kecildibandingkan dengan sel hasil perkembangbiakan secara seksual.

e)        Divisio Phaeophyta Phaeophyta
     disebut juga algae coklat, warna ini disebabkan xantofil yangdihasilkan melebihi karoten dan klorofil. Algae ini mempunyai pigmen fotosintetikyang terdiri atas klorofil a dan c,  karoten, fukoxantin dan xantofil. Cadanganmakanan di dalam selnya berupa laminarin dan manitol, dengan dinding sel tersusundari selulosa, asam alginat, dan mukopolisakarida sulfat. Algae ini berflagela duayang tidak sama, dengan letak lateral.Anggota kelompok ini terdiri lebih dari 200 genera dan 1500 spesies, terutamahidup di permukaan laut yang dingin. Organisasi selnya multiseluler, dan dapatmembentuk morfologi yang sangat besar dan kompleks seperti tumbuhan.Terdapat struktur seperti akar (hold fast), seperti daun (blade), seperti batang(stipe), dan pengapung (bladder), tetapi tidak ada sistem transport nutrien dancadangan makanan. Di tengah stipe terdapat sel-sel memanjang seperti jaringanvaskuler pada tumbuhan. Sel-sel tersebut berfungsi untuk membantu memindahkankarbohidrat hasil fotosintesa, dari blade ke tempat sel-sel yang kurang aktif fotosintesanya seperti stipe dan hold fast.



          Anggota algae ini yang banyak hidup di laut adalah genera Sargassum,Macrocystis, Nereocystis, dan Laminaria. Algae coklat ini dapat tumbuh dengansangat cepat, misalnya Nereocystis dapat mencapai panjang 40 meter dalam satumusim. Kebanyakan cara perkembangbiakan algae coklat sama dengan algae hijauUlva. Genera Fucus umumnya tumbuh di batu-batuan, dan dapat melapukkanbatuan tersebut.Jenis tertentu algae ini dapat digunakan untuk biosorpsi, atau penyerapan logamberat oleh biomassa. Hal ini disebabkan karena kandungan polisakarida pada dindingselnya dapat bersifat sebagai resin penukar ion (ion exchange). Algae ini jugadapat digunakan sebagai indikator adanya pencemaran logam berat sepertiCadmium, Cu, dan Pb, misalnya algae Fucus vesiculosus. Beberapa jenis algaecoklat seperti Macrocystis, banyak mengandung bahan algin pada dinding selnya.Bahan algin ini mempunyai nilai ekonomis untuk bahan pembuat stabiliser danemulsifier pada cat, tekstil, kertas, bahan makanan, dan bahan lain.

 f)        Divisio Rhodophyta
         Sering disebut sebagai algae merah, karena pigmen fotosintetik didominasi olehfikoeritrin. Pigmen lain terdiri atas klorofil a, dan pada beberapa jenis mempunyaiklorofil d, fikosianin, karoten, dan beberapa xantofil. Bahan cadangan makanan didalam selnya berupa pati floridean, yaitu polisakarida yang mirip amilopektin. Algaeini mempunyai dinding sel berupa selulosa, xylan, dan galaktan. Alat gerak yangberupa flagela tidak ada.Umumnya algae merah hidup di lautan, terutama di daerah tropis,beberapa spesies hidup di daerah dingin. Adanya klorofil a, fikoeritrin dan fikosianinatau fikobilin merah, menyebabkan algae ini dapat mengabsorpsi dengan baik sinarhijau, violet dan biru yang dapat menembus air dalam. Jadi algae merahpun dapattumbuh sampai kedalaman lebih dari 175 meter di perairan. Algae merahkebanyakan tumbuh menempel pada batuan  dan  substrat  lain  atau lagae lain, tetapi ada juga yang hidup mengapung dengan bebas. Anggota dari algae ini yangsering ditanam sebagai rumput laut adalah Navicula.


          Dinding selnya terdiri dua lapis, lapisan bagian dalam kasar (rigid) danmenyerupai mikrofibril, sedangkan bagian luar berbentuk lapisan mucilaginous.Pada dinding selnya terdapat berbagai macam bahan selain selulosa, yaitu polisakaridasulfat, agar dan karagenin. Pada algae pembentuk koral, dapat mengumpulkanCaCO3 di dalam dinding selnya, oleh karenanya jenis algae ini berperan pentingdalam proses pembentukan karang

g)        Divisio Cryptophyta
      Algae ini mempunyai pigmen fotosintetik klorofil a dan c, karoten, fikobilin danxantofil yang terdiri dari aloxantin, krokoxantin, dan monadoxantin. Cadanganmakanan terdiri pati, dinding selnya tidak mengandung selulosa, dan berflageladua yang tidak sama dengan letak subapikal. Algae ini hidup di laut, dananggotanya sangat sedikit apabila dibandingkan dengan algae lain. Cryptophytaberkembang biak secara aseksual, yaitu dengan pembelahan sel secara longitudinal.

Tidak ada komentar:

Posting Komentar