Archaebacteria terdiri dari bakteri-bakteri yang hidup di tempat tempat
kritis atau ekstrim, misalnya bakteri yang hidup di air panas, bakteri yang
hidup di tempat berkadar garam tinggi, dan bakteri yang hidup di tempat yang
panas atau asam, di kawah gunung berapi, dan di lahan gambut. Menurut para
ahli, Archaebacteria dikelompokkan menjadi tiga kelompok utama, yaitu
metanogen, halofil ekstrim, dan termofil ekstrim (termoasidofil). Secara
struktural, kelompok prokariotik ini memiliki beberapa karakteristik, yaitu
dinding selnya tidak mengandung peptidoglikan, ribosomnya mengandung beberapa
jenis
RNA-polimerase sehingga lebih mirip eukariotik, dan
plasmanya mengandung
lipid dengan ikatan ester.
Metanogen merupakan kelompok prokariotik yang mereduksi karbondioksida
(CO
2) menjadi metana (CH
4) menggunakan hydrogen (H
2).
Metanogen merupakan
mikroorganisme anaerob, tidak membutuhkan
oksigen karena baginya oksigen merupakan racun. Metanogen memiliki tempat hidup
di lumpur dan rawa, tempat mikroorganisme lain menghabiskan semua oksigen.
Contohnya adalah
Methanococcus janascii (seperti di gambar)
Akibatnya rawa akan mengeluarkan
gas metana atau
gas
rawa. Beberapa spesies lain yang termasuk kelompok metanogen hidup di
lingkungan anaerob di dalam perut hewan seperti sapi, rayap, dan herbivora lain
yang mengandalkan makanan berselulosa. Metanogen berperan penting dalam
nutrisi. Contohnya adalah
Succinomonas amylolytica yang hidup di dalam
pencernaan sapi dan merupakan pemecah amilum. Peran lain metanogen adalah sebagai
pengurai, sehingga bisa dimanfaatkan dalam pengolahan kotoran hewan untuk
memproduksi gas metana, yang merupakan bahan bakar alternatif.
Halofil ekstrim merupakan kelompok prokariotik yang hidup
di tempat yang asin, seperti di Great Salt Lake (danau garam di Amerika) dan
Laut Mati. Kata
halofi l berasal dari bahasa Yunani,
halo yang
berarti ‘garam’, dan
phylos yang berarti ‘pencinta’. Beberapa spesies
sekadar memiliki toleransi terhadap kadar garam, tetapi ada pula spesies lain
yang memerlukan lingkungan yang sepuluh kali lebih asin dari air laut untuk
dapat tumbuh. Beberapa koloni halofi l ekstrim membentuk suatu buih bewarna
ungu. Warna tersebut adalah
bakteriorhodopsin.
Bakteriorhodopsin merupakan suatu pigmen yang menangkap energi cahaya.
Sedangkan
Termofil ekstrim adalah kelompok organisme
prokariotik yang hidup di lingkungan yang panas, optimum pada suhu 60- 80oC.
Contohnya adalah
Sulfolobus sp. yang hidup di mata air panas bersulfur
di Yellowstone National Park (Amerika Serikat).
Sulfolobus sp. hidup
dengan mengoksidasi sulfur untuk memperoleh energi. Karena suka dengan panas
dan asam, kelompok ini disebut juga
termoasidofi l. Jenis lain
yang memetabolisme sulfur adalah organisme prokariotik yang hidup pada air
bersuhu 105oC di dekat lubang hidrotermal di laut dalam (kawah gunung api bawah
laut). Termofi l ekstrim merupakan kelompok prokariotik yang paling dekat
dengan organisme eukariotik.
MONERA
Ciri-ciri Umum
Monera
adalah kingdom yang mencakup semua mikroorganisme yang terdiri dari satu sel (uniseluler)
dan intinya tidak diselubungi membran inti (prokariotik).
Archaebacteria
(Arkhaios : zaman purba)
Archaebacteria
adalah contoh dari bakteri zaman purba yang masih ada sampai sekarang.
Archaebacteria, pada sistem lima kingdom, termasuk dalam kingdom monera. Namun,
pada sistem enam kingdom, archaebacteria memiliki kingdom sendiri.
Archaebacteria
memiliki beberapa perbedaan dengan bakteri biasa, yaitu:
1. Membran sel keduanya terdiri dari jenis lipid yang sangat
berbeda
2. Dinding sel bakteri tersusun dari peptidoglikan,
sementara archaebacteria dindingnya tersusun dari bahan yang berbeda
3. Bakteri memiliki protein ribosom dan RNA polymerase yang
berbeda dari organisme eukariotik, sementara yang dimiliki archebacteria sama
4. Gen bakteri tidak memiliki intron (bagian gen yang bukan
untuk pengkodean), sedangkan beberapa gen archaebacteria memilikinya
Archaebacteria
dapat dibagi menjadi tiga atau empat kelompok utama. Berikut yang tiga pertama
adalah yang terpenting:
1. Metanogen
Kelompok
Metanogen adalah kelompok yang mereduksi CO2 menggunakan H2 menjadi gas metana
(CH4) dalam metabolisme energinya. Contohnya adalah jenis Methanopyrus.
Metanogen memiliki cirri anaerop, hidup di lumpur/rawa, dan bersifat saprofit.
Metanogen bersifat saprofit apabila ia hidup di dalam perut hewan sehingga
menghasilkan enzim selulosa yang merombak CO2 menjadi CH4 atau disebut juga
biogas.
2. Halofil Ekstrem
Halofi
ekstrem adalah jenis archaebacteria yang hidup pada kadar garam (salinitas)
yang tinggi. Beberapa diantaranya dapat bertoleransi, namun beberapa tidak
dapat hidup jika dibawah 10 kali keasinan air laut. Koloni halofil ekstrem
membentuk buih berwarna merah ungu yang dihasilkan oleh bakteriorodopsin, yaitu
pigmen penangkap energy cahaya yang terdapat pada membran sel.
3. Termofil Ekstrem
Kelompok
termofil ekstrem hidup pada lingkungan yang panas, dengan suhu antara 60oC
sampai 80oC. Jenis kelompok ini salah satunya Sulfobulus acidocaldarius, yang
mengoksidasi sulfur dan digunakan untuk memisahkan tembaga dan besi dari bijih
besi.
4. Psikropil Ekstrem
Kelompok
jenis ini hidup pada temperatur yang amat dingin.
Bacteria
(Bacterion: batang kecil)
Ciri-ciri
Bakteri:
1. Terdiri dari satu sel (uniseluler) dan tidak memiliki
membran inti (prokariotik)
2. Ukurannya sangat kecil ( 1-6 mikron)
3. Hidupnya ada yang sendiri (soliter) atau berkelompok
(koloni)
4. Dapat bersifat simbiosis, parasitik, atau saprofit
(mengambil dari sisa makhluk hidup)
5. Umumnya tidak berklorofil
6. Berkembang biak vegetatif dengan pembelahan biner
7. Reproduksi generatif dengan konjugasi, transformasi, dan
transduksi (lihat peta konsep)
8. Hidupnya berada di berbagai lingkungan dan kondisi
(kosmopolitan)
Struktur
Sel Bakteri
1. Kapsul
Kapsul
adalah lapisan lendir yang melapisi dinding sel. Kapsul, yang umumnya berada
pada bakteri beracun (patogen) berguna untuk melindungi bakteri dari sistem
perlindungan (antibodi) inangnya. Jika bergelatin, kapsul juga berfungsi
sebagai pengikat sel-sel bakteri untuk berkoloni.
2. Dinding Sel
Dinding
sel adalah lapisan yang melindungi sel dan memberi bentuk tubuh pada sel.
Dinding sel terdiri dari peptidoglikan, yaitu bahan yang terdiri dari
polisakarida (gula, C6H1206) dan protein. Tebal dan tipisnya bakteri dapat
diketahui dengan teknik pewarnaan Gram yang ditemukan oleh Christian Gram, ahli
bakteri Denmark. Jika hasilnya Gram-positif, maka jika diamati, yang menjaga
warna dari pewarna. Sedangkan, jika gram negatif, maka tidak dapat diwarnai
oleh pewarna. Hal itu menunjukkan bahwa yang gram positif berdinding lebih
tebal dan lebih sederhana, berkebalikan dengan gram negatif. Kebanyakan bakteri
berbahaya menunjukkan hasil gram negatif.
3. Flagela
Flagella
berfungsi sebagai alat gerak bakteri. Karena geraknya yang berkontraksi ke
kanan kiri, maka ia disebut bulu cambuk. Berdasarkan letak dan jumlahnya:
a. Monotrik, satu flagel di satu ujung bakteri
b. Lopotrik, banyak flagel di salah satu ujung
c. Amfitrik, satu flagel pada kedua ujung
d. Peritrik, flagel berada di seluruh tubuh
e. Atrik, tidak berflagel
4. Membran plasma
Membran
plasma merupakan selaput tipis yang terdiri dari lipoprotein (lemak + protein).
Lapisan yang fleksibel ini bersifat selektif permeabel, yaitu dapat ditembus
secara terkontrol. Bagian ini berfungsi untuk menyaring apa yang keluar masuk dari
bakteri (transportasi ekstraseluler).
5. Mesosom
Mesosom
adalah organ yang dapat dibandingkan dengan retikulum endoplasma pada sel
eukariotik atau mitokondria pada sel umumnya. Organ ini berguna dalam
pembentukan energy bakteri, pembentukan dinding sel baru, dan transportasi
dalam sel (intraseluler)
6. Sitoplasama
Sitoplasma
adalah cairan yang terdapat di dalam sel. Sitoplasma yang berfungsi sebagai
tempat organel sel tersebut, berbeda dengan sitoplasma umumnya. Organel yang
ada hanyalah ribosom bebas dan DNA atau RNA.
7. Ribosom
Ribosom
tersusun atas protein dan RNA. Ribosom berguna untuk sintesis protein yang
diperlukan dalam metabolisme sel.
8. Pilus/Fimbria/Pili
Pilus/pili/fimbria
adalah benang-benang halus yang keluar dari dinding sel dan berfungsi sebagai
alat perlekatan dengan bakteri lain. Untuk reproduksi, pilus juga berguna
sebagai saluran penghubung koinjugasi.
9. Plasmid
Bakteri
tidak memiliki inti sejati, tapi meimiliki bagian yang mirip inti disebut
nukleoid. Plasmid ini berbentuk bulat dan membawa materi genetik yang dapat
dipindahkan.
10. Endospora
Endospora
adalah spora adalah spora yang dihasilkan di dalam bakteri. Endospora
berdinding tebal, berguna untuk melindungi bakteri saat kondisi lingkungan
tidak nyaman. Endospora tahan sampai suhu 120oC, maka ia tidak mati dengan
proses memasak biasa.
11. DNA
DNA
(Deoxyribonucleic acid) atau asam deoksiribonukleat adalah materi genetik
(pembawa sifat) yang ada pada inti.
12. Lembar/membran fotosintetik
Pada
makhluk prokariotik, lembar ini disebut kromatofon. Lembar fotosintetik
berbentuk lipatan membran ke arah sitoplasma. Lembaran ini fungsinya mirip
kloroplas, yaitu untuk melakukan fotosintesis. Bakteri yang tidak
berfotosintesis tidak memiliki lembaran ini.
13. Region nukleoid
Bakteri
tidak memiliki inti sejati, namun memiliki daerah yang seperti inti. Daerah ini
berfungsi mengendalikan kegiatan dan reproduksi bakteri.
Bentuk
Bakteri
1. Kokus, bulatan
a. Monococcus, satu bulatan sendiri. Contoh : Monococcus
gonorrheae
b. Diplococcus, dua bulatan berangkai. Contoh : Diplococcus
pnemoniae
c. Streptococcus, rangkaian panjang bulatan. Contoh : Streptococcys
pyogenes
d. Staphylococcus, kumpulan bulatan seperti buah anggur.
Contoh : Staphylococcus aureus
e. Sarcina, delapan kokus yang membentuk kubus. Contoh : Sarcina
lutea
2. Basilus, batangan
a. Monobasilus,
satu batang sendiri. Contoh : Salmonella typhosa & Escherichia
coli
b. Diplobasilus, dua batang berangkai. Contoh : Azotobacter
c. Streptobasilus, rangkaian panjang bulatan. Contoh : Bacillus
antrachis
3. Spirilum, melingkar
a. Spirilum, spiral dan kaku. Contoh : Spirillum sp.
& Treponema pallidium
b. Spirochete, spiral dan lentur. Contoh : Sphiroceta
palida
c. Koma, seperti tanda koma. Contoh : Vibrio cholerae
Cara
Bakteri Mendapat Makanan
1. Heterotrof (Hetero=lain, trophein=makanan)
Bakteri
heterotrof adalah bakteri yang sumber makanannya bergantung pada bahan organik
yang sudah ada. Hal ini terjadi karena bakteri tidak mampu membuat makanannya
sendiri.
a. Saprofit (saprobe=sampah)
Saprofit, seperti namanya, menguraikan sampah yang berupa
sisa-sisa bahan organik menjadi bahan anorganik. Bakteri ini dapat ditemukan
pada bangkai dan kotoran. Contohnya adalh Escherichia coli.
b. Parasit
Bakteri parasit adalah bakteri yang mengambil bahan organik
dari inang (makhluk hidup yang ditempeli). Inang tersebut dapat berupa
heterotrof lainnya seperti manusia atau hewan. Bakteri ini banyak yang bersifat
patogen (beracun/menyebabkan penyakit). Contohnya adalah Clostridium tetani,
Mycobacterium tubercolosis, dan lainnya.
2. Autotrof (Auto =sendiri, trophein=makanan)
Autotrof
adalah jenis makhluk hidup yang dapat membuat zat organik sendiri sebagai
makanannya. Berdasarkan caranya, dapat dibedakan menjadi:
a. Fotosintetik/fotoautotrof
Bakteri fotoautotrof adalah bakteri yang membuat makanannya
dengan menggunakan energy cahaya (fotosintesis). Bakteri ini memiliki pigmen
penangkap cahaya (bakteriopurpurin) yang berbeda. Contohnya, pada bakteri hijau
disebut bakterioklorofil, di bakteri ungu disebut bakterioviridin, dan lainnya.
b. Khemosintetik/kemoautotrof
Bakteri kemoautotrof membuat makanannya menggunakan zat
anorganik dari oksidasi senyawa kimia yang ada. Contohnya, bakteri belerang,
bakteri besi, dan bakteri nitrit.
Kebutuhan
Oksigen Bakteri
1. Bakteri aerob
Bakteri aerob adalah bakteri yang
membutuhkan oksigen dalam proses respirasinya. Tanpa oksigen, bakteri ini tak
bisa hidup. Contohnya adalah bakteri nitrit dan bakteri nitrat. Berikut proses
energinya:
2NH3 + 3O2
2HNO2
+ 2H2O
+ Energi
2HNO2 + O2
2HNO3
+ Energi
2. Bakteri anaerob
Bakteri
anaerob adalah kebalikan bakteri aerob, yaitu tidak memerlukan oksigen. Jika
ada oksigen, bakteri ini mati. Contohnya adalah bakteri denitrifikasi, Clostridium
tetani, dan Lactobacillus bulgaricus.
Reproduksi
Bakteri
1. Vegetatif (aseksual)
Untuk
reproduksi vegetatif, bakteri menggunakan cara pembelahan biner. Pembelahan
biner adalah pembelahan langsung yang diawali dari pemanjangan sel lalu berubah
menjadi dua bagian yang persis sama. Jumlah pembelahan berlangsung dalam
kelipatan, seperti dua, empat, delapan, enam belas, dan seterusnya.
2. Generatif (seksual)
Perkembangbiakan
generatif bakteri sering disebut paraseksual, karena reproduksinya melalui pili
yang menjadi perantara. Reproduksi seksual bakteri terdiri dari tiga cara,
yaitu:
a. Konjugasi
Konjugasi adalah berpindahnya materi genetik (DNA) satu sel
ke sel lain. Perpindahan pada bakteri dilakukan melalui pili. Nantinya, akan
terjadi rekombinasi gen karena penggabungan DNA. Setelah konjugasi, bakteri
melakukan pembelahan biner kembali.
b. Transformasi
Transformasi terjadi saat bakteri mengalami lisis alami.
Nantinya, bakteri yang mengalami lisis (donor) plasmidnya akan masuk ke bakteri
lain. Saat itu akan terjadi penggabungan dan susunan genetiknya akan berubah.
Hal ini disebut transformasi.
c. Transduksi
Transduksi menggunakan bakteriofage dari virus yang akan
memasuki bakteri. Prosesnya dapat disamakan dengan lisogenik (lihat bagian
virus).
Ganggang
Hijau-Biru (Cyanophyta/Cyanobacteria)
Ganggang
hijau-biru (cyanophyta) adalah salah satu monera yang menarik untuk dipelajari.
Ganggang ini merupakan vegetasi perintis (tumbuhan yang ada sebelum tumbuhan
lain ada). Cirinya adalah:
1. Kebanyakan uniseluler, namun sebagian multiseluler
2. Dapat berbentuk benang atau koloni
3. Prokariotik
4. Dinding sel terdiri dari selulosa dan pectin
5. Hidup di tempat sampah di air tawar yang cukup mendapat
sinar matahari
6. Memiliki
klorofil dan pigmen fikobilin yang membuatnya berwarna cyan. Walaupun
begitu, aslinya Cyanophyta memiliki 4 pigmen, yaitu ditambah karoten,
fikosianin dan fikoeritrin. Fikobilin adalah gabungan khusus yang terdiri dari
fikosianin dan fikoeritrin.
Struktur
Cyanophyta
1. Dinding Sel
Dinding
sel adalah pelindung Cyanobacteria, sama seperti sel lainnya. DInding sel
terdiri dari selulosa, hemiselulosa, dan pektin. Di luar dinding sel terdapat
lendir yang berfungsi mencegah sel dari kekeringan dan membantu bergerak.
2. Membran Sel
Membran
sel berguna sebagai pengatur keluar masuknya zat dari dalam sel. Secara umum
sama dengan milik bakteri. Namun, terdapat lipatan ke dalam yang disebut membran
tilakoid atau lamela fotosintetik. Membran ini mengandung klorofil, pengganti
kloroplas pada sel biasa.
3. Sitoplasma
Sitoplasma
adalah sistem koloid yang terdiri dari karbohidrat, protein, lemak, ribosom,
mesosom, dan materi genetik (DNA). Secara umum, isinya sama dengan yang ada di
sel biasa.
Reproduksi
Cyanophyta
Reproduksi
pada Cyanobacteria dilakukan secara vegetatif saja, yaitu dengan:
· Pembelahan
Biner
Pembelahan
biner seperti pada bakteri. Umumnya terjadi pada Cyanophyta uniseluler. Hasil
pembelahan akan menjadi sel tunggal, lalu dapat membuat koloni baru. Contohnya
adalah Gleocapsa sp.
· Fragmentasi
Fragmentasi
umumnya terjadi pada Cyanophyta berbentuk benang. Fragmentasi terjadi saat
benang ganggang terputus yang disebut hormogonium. Potongan benang itu dapat
tumbuh menjadi benang baru. Contohnya adalah Oscollatoria sp. Selain itu, pada
bagian atas terdapat sel kosong yang disebut heterosista. Heterosista digunakan
untuk mengikat nitrogen dari udara. Contohnhya Nostoc commune dan Anabaena sp.
· Pembentukan
Endospora
Beberapa
diantara Cyanophyta dapat membentuk spora. Sel yang membentuk endospora disebut
akinet. Akinet dapat tumbuh menjadi sel baru. Contohnya Nostoc commune.
Anggota
Ganggang Hijau-Biru
· Bersel
satu
a. Chroococcus, hidup di dasar kolam, pada cadas, atau pada
tembok basah
b. Gloeocapsa, hidup menempel (epifit) pada tumbuhan atau
batu-batuan
· Berkoloni
Polycystis
berbentuk koloni yang bulat menyerupai bola atau agak tidak teratur
· Berbentuk
benang (filamen)
a. Nostoc
Berbentuk koloni benang yang terdiri dari sel-sel bulat yang
berlendir. Mirip seperti untaian kalung. Dapat mengikat nitrogen
b. Oscillatoria
Benang tebal yang dan tersusun dari sel berbentuk cawan.
Ditemukan pada kolam dan danau. Apabila satu sel mati, maka sel di sampingnya
akan menonjol dan membentuk sel konkaf. Apabila ada guncangan, sel konkaf ini
putus.
c. Anabaena
Hampir menyerupai Nostoc. Namun, Anabaena hidup bersimbiosis
pada akar tanaman, walau beberapa hidup di air tawar. Memiliki heterosista, jadi
dapat mengikat nitrogen bebas.
d. Rivularia
Heterosistanya jauh lebih tebal daripada ujung lainnya yang
setebal rambut sehingga dikatakan mirip cambuk. Heterokistanya dipakai sebagai
alat reproduksi.