Dunia mikroorganisme terdiri dari lima kelompok organisme : bakteri, protozoa, virus, algae, dan cendawan mikroskopis. Di dalam mikrobiologi yang dipelajari ialah mengenai jasad-jasad renik tersebut (mikrobe atau protista) : dimana adanya, ciri-cirinya, kekerabatan antara sesamanya seperti juga dengan kelompok organisme lainnya, pengendaliannya, dan peranannya dalam kesehatan serta kesejahteraan.
Mikrobiologi merupakan ilmu yang masih muda . Dunia jasad renik baru ditemukan sekitar 300 tahun yang lalu dan makna yang sesungguhnya mengenai mikroorganisme baru dipahami dan dihargai 200 tahun kemudian. Selama 40 tahun tekahir, mikrobilogi muncul sebagai bidang biologi yang sangat berarti.
Mikroskop dan Penemuannya Dunia Jasad Renik
Antony van Leeuwenhoek (1632-1723), seorang mahasiswa ilm pengetahuan alam berkebangsaan bBelanda, bukanlah orang pertama yang melihat mikrobe yang disebut bakteri dan protozoa, namun ialah yang pertama melaporkan pengamatannya dengan keterangan dan gambar-gambar yang diteliti. Selama hidupnya ia telah membuat lebih dari 250 buah mikroskop, yang terdiri dari lensa tuggal hasil gosokkan rumah yang ditanam dalam kerangka kuningan dan perak : kekuatan pembesaran tertingggi yang dapat dicapainya hanyalah 200 sampai 300 kali.
Pada tanggal 9 Juni 1675, Leeuwenhoek menulis dalam buku hariannya “Mengumpulkan air hujan dalam cawan”, dan tanggal 10 Juni ia melanjutkan, “Sampai mengamati air tersebut aku berkhayal bahwa aku menemukan makhluk-makhluk hidup, tetapi karena amat sedikitnya serta tidak terdapati dengan mudah, maka hal ini tak dapat kuterima sebagai hal yang benar”. Keesokan harinya, ia pun kembal mancatat, “Tak ada pikiran padaku bahwa akan tampak makhluk hidup, tetapi setelah kuamati maka dengan penuh kagum aku melihat seribu makhluk hidup dalam tetes air. Animalku itu merupakan jenis terkecil yang pernah kulihat sampai kini”. Dia membuat gambar-gambar bakteri yang ditemukannya dari air hujan, air liur, cuka, serta subatansi lain dan disertai keterangan-keterangan yang amat menarik. Ia menuangkan penemuan-penemuannya dalam serangkaian surat sebanyak lebih dari 300 buah yang dikirimkannya kepada Royal Society of London dan French Academy of Seciences (Lembaga Ilmu Pengetahuan di London dan Perancis).
Secarik surat bertanggal 17 September 1683 yag berisi gambar-gambarnya yang pertama tentang bakteri, Leeuwenhoek mengamati makhluk hidup ini dalam suspensi tartar yang dikoreknya dari sela-sela giginya.. Ia membuat sketsa sel bakteri dengan bentuk seperti bola (kini disebut kokus), silindris atau bentuk batang (basilus), atau spiral (spirilum).
Generasi Spontan Lawan Biogenesis
Generasi Spontan
Jasad renik muncul sebagai akibat dekomposisi jaringan tumbuhan atau hewan yang mati. Dengan kata lain, organisme hidup berasal dari bahan mati yang mengalami penghancuran. Kehidupan berasal dari bahan mati, dikenal sebagai generasi spontan atau abiogenesis (abio, “tidak hidup” ; genesis “asal”). Generasi spontan ini dicetuskan oleh bangsa Yunani Kuno yang meyakini bahwa daging yang membusu menghasilkan belatung dan bahwa lalat serta katak muncul begitu saja dari lumpur pada keadaan-keadaan iklim tertentu. Namun, banyak orang tidak sependapat dengan pendapat tersebut dan tidak sedikit pula yang mendukugnya pendapat tersebut.
Tidak Terbuktinya Generasi Spontan dan Diterimanya Biogenesis
Pada 1749, John Needham (1713-1781) melakukan percbaan dengan daging yang dimasak dan mengamati bahwa terdapat mikroorganisme pada awal percobaan dan berkesimpulan bahwa jasad-jasad tersebut berasal dari daging. Lazaro Spallanzani (1729-1799) dalam usaha untuk membuktikan bahwa konsep abiogenesis itu tidak benar, mendidihkan kaldu daging, yaitu satu larutan nutrien, dalam labu selama satu jam lalu wadah itu ditutupnya rapat-rapat. Maka tak ada jasad renik dalam labu tersebut. Tetapi hasil percobaanya tidak dapat menyakinkan Needham bahwa mikrobe tidaklah muncul karena generasi spontan Needham bersikeras bahwa diperlukan udara untuk generasi spontan mikrobe, dan karena udara itu dikeluarkan dari labu selagi percobaan Spallanzani, maka tak ada mikrobe yang muncul. Pendapat ni dipecahkan 80 atau 90 tahu kemudian oleh dua peneliti secara terpisah, yaitu Franz Schulze (1815-1873) dan TheodorSchwann (1810-1882). Schulze melakukan udara melewati larutan asam pekat ke dalam labu berisi kaldu daging yang mendidih, sedangkan Schwan melakukan udara melalui tabung membara ke dalam labu berisi kaldu daging yang mendidih. Maka di dalam masing-masing labu itu tidak ada mikrobe karena terbunuh oleh asam dan panas yang luar biasa. Asam dan panas mengubah udara sedemikian sehingga tidak mendukung pertumbuhan. Sekitar 1850 Schroder dan von Dusch melakukan percobaan yang lebih meyakinkan dengan melewatkan udara melalui tabung berisi kapas ke dalam labu berisi kaldu yang sebelumnya dipanaskan.
Pada awal tahun 1870-1n John Tyndall menciptakan sebuah kotak bebas debu dan menempatkan tabung-tabung berisi kaldu steril didalamnya. Selama udara dalam kotak itu bebas debu, maka selama itu pula kaldu dalam tabung tetap steril. Partikel-partikel debu mengendap dan tertahan pada tabung berbentuk leher angsa yang menuju ke dalam kotak. Ini bukti bahwa mikrobe terbawa oleh partikel-partikal debu.
Louis Pasteur (1822-1895), seorang ahli kimia yang mendapat pengakuan nasional tidak lama setelah memulai kariernya ketika ia menemukan rumus bangun asam tartarat. Senyawa ini ditemukan dalam dua bentuk, masing-masig merupakan bayangan cermi sesaanya – seperti tangan kiri terhadap tangan kanan. Komposisi kimiawi kedua senyawa tersebut sama dalam hl jumlah dan macam atom yang dikandung masing-masing, tetapi konfigurasinya berbeda. Kemudian Psteur merasa tertarik pada industri minuman anggur dan perubahan-perubahan yang terjadi selama proses fermentasi.
Fermentasi terjadi karena enzim, yakni zat yang dihasilkan sel hidup yang menyebabkan berlandsungnya reaksi-reaksi kimiawi tertentu. Sontohnya, sari buah apel atau anggur, bila dibiarkan akan meragi; hasilnya ialah alkohol dan asam. Jasad renik dalam sari buah itulah yang berasal dari proses fermentasi, sebagaimana dikemukakan pendukung teori abiogenesis. Pasteur menentang konsepsi generasi spontan dan ia menyadari bahwa kemajuan dalam penelitian tentang fermentasi tidak akan lancar sebelum konsepsi tersebut dapat dipatahkan.
Seorang penyokong yang penuh dengan dedikasi terhadap geerasi spontan, Felix-Archimede Pouchet, seorang naturalisasi Perancis. Tahun 1859 ia menerbitkan laporan panjang-lebar untuk “membuktikan” kejadiannya. Tetapi dia tidak memperhitungkan sifat Louis Pasteur yang cerdik, keras kepala dan tak kenal lelah.Karena merasa jengkel akan logika dan data Pouchet, maka Pasteur melakukan percobaan untuk mengakhiri pertikaian itu untuk selama-lamanya. Ia mempersiapkan larutan nutrien dalam labu yang dilengkapi dengan lubang panjang dan sempit berbentuk “leher angsa”. Kemudian ia memanaskan larutan nutrien itu dan udara – tanpa perlakuan dan tanpa disaring – dibiarkanny lewat keluar masuk. Tak ada mikrobe dalam larutan itu. Alasannya ialah bahwa partikel-partikel debu yang mengandung mikrobe tdak mencapai larutan nutrien – mereka itu mengendap dalam bagian tabung leher angsa yang berbentuk hurf U dan aliran udara demikian berkurangnya sehingga partikel-partikel tadi tidak terbawa e dalam labu.
Pasteur melaporkan dengan tulisan hasil percobaannya di Universitas Sorbonne di Paris pada tanggal 7 April 1864. Labu-labunya menunjukkan adanya tanda-tanda kehidupan. Dengan diterimanya konsepsi biogenesis ini maka terbukalah jalan untuk karya-karya Pasteur berikutnya. Kini ia dapat menerusan penelitiannya tentang fermentasi dan selanjutnya mengenai mikroorganisme-mikroorganisme yang menjadi penyebab penyakit.
Teori Nutfah Fermentasi
Pada zaman dahulu, orang memperbaiki mutu produk-produk fermentasinya dengan cara mencoba-coba, tana menyadari bahwa mutu kesungguhannya bergantung kepada penyediaan atau perbaikan kondisi bagi pertumbuhan mikroorganisme pelaku fermentasi tersebut. Setelah Pasteur menelaah peranan mikroorganisme dalam proses fermentasi pada pembuatan anggur maka orang menjadi mengerti bahwa mikroorgaisme itulah yang menyebabkan terjadinya fermentasi.
Tahun 1850-an Pasteur menaruh perhatian pada pembuatan minuman anggur, yang merupakan industri utama di Perancis. Ia setelah membuktikan ketidakbenaran generasi spontan, jadi memastikan bahwa mikroorganisme merupakan penyebab fermentasi., ia siap membantu para pembuat minuman anggur dan bir di Perancis. Setelah memeriksa banyak kelompok minuman anggur, maka ia menemukan berbagai macam mikrobe. Pada tong-tong fermentasi yang baik ternyata maca mikrobe tertentu lebih menonjol, pada tong-tong fermentasi yang jelek ditemukaan macam lain pula. Dengan seleksi yang tepat terhadap mikrobe yang bersangkutan, maka dapat dipastikan bahwa akan diperoleh hasil yang baik dan merata secara konsisten. Mikrobe yang sudah ada dalam sari buah harus dihilangkan dan fermentasi yang baru dimulai dengan biakan, yaitu suatu pertumbuhan mikroorganisme yang diambil dari tong anggur yang dinilai baik. Menghilangkan tipe-tipe mikrobe yang tidak diinginkan itu dengan pemanasan – yang tidak sampai merusak aroma sari buah tetapi cukup tinggi untuk membunuh mikrobe. Perlakuan dengan suhu 62,8oC selama setengah jam cukuplah untuk mencapai hal tersebut. Kini proses ini dinamai pasteurisasi, digunakan secara meluas pada industri fermentasi. Paling kita kenal ialah yang dimanfaatkan di industri hasil susu, untuk membunuh jsad-jasad renik penyebab penyakit yang terdapat dalam susu dan produk-produk susu.
Teori Nutfah Penyakit
Banyak pengamatan yang cermat menentang keras adanya teori nutfah penyakit. Tahun 1546 Fracastoro dari Verona (1483-1553) menyatakan bahwa penyakit dapat disebabkan oleh jasar renik yang terlalu kecil untuk dapat dilihat yang dipindahkan (ditularkan) dari seseorang ke orang lain. Tahun 1762 von Plencis dari Vienna tidak hanya mengemukakan bahwa sesungguhnya makhluk hiduplah yang menjadi penyebab penyakit, tetapi juga berpendapat bahwa berbagai jasad renik menimbulkan bermacam-macam penyakit pula. Konsepsi parasitisme, yakni adanya organisme yang hiduup pada atau di dalam organisme lain dengan mengambil nutrien dari padanya, tersebar luas dalan tahun 1700-an. Hal ini tercermin dalam karya tulis Jonathan Swift (1667-1745), seorang satiris Inggris pada awal abad kedelapan belas.
Oliver Wendell Holmes (1809-1894), seorang fisikawan dan sastrawan, dalam tahun 1843 secara tegas menyatakan bahwa demam nifa itu (demam yang timbul ketika baru melahirka), yang sering fatal, menular dan boleh jadi disebabkan oleh mikroorganisme yang dibawaoleh bidan dan dokter, dari ibu yang satu kepada yang lain. Tahun 1840-an ahli fisika Hongaria, Ignaz Philip Semmelweis (1818-1865) mempelopori penggunaan prosedur obstetrik (kebinan) yang dapat mengurangi kemungkinan infeksi yang disebabkan jasad-jasad renik.
Karena keberhasilan Pasteur dalam memecahkan masalah fermentasi, maka pemerintah Perancis memintanya untuk meneliti pebrine, penyait pada ulat sutra yang menghancurkan industri sutra yang penting di negara tersebut. Ternyata masalah itu terlalu rumit. Akan tetapi, akhirnya ia berhasil mengisolasi jasad renik (suatu protozoa) penyebabnya. Kemudian Pasteur (1877) menangani masalah antraks, penyakit pada sapi, domba, dan terkadang manusia.
Tahun 1870-an, Robert Koch (1843-1910) sibuk dengan masalah antraks di Jerman. Koch adalah seorang dokter yang tenang dan sangat teliti, ia terkadang melalaikan praktek dokternya untuk mengejar ilmu baru yang sangat memukau yaitu bakteriologi. Dia mengisolasi bakteri khas berbentuk batang dengan ujung-ujungnya yang agak persegi (basilus) dari darah biri-biri yang mati karena antraks. Ia menumbuhkan bakteri itu di laboratorium, memeriksanya dengan mikroskop untuk meyakinkan bahwa hanya ada stu macam yang ada, kemudian menyuntikkanya pada mencit untuk mengetahui apakah hewan-hewan itu terinfeksi dan menimbulkan gejala antraks. Dia mengisolasi bakteri seperti yang diperoleh semula dan biri-biri yang mati karena antraks tadi. Inilah pertama kalinya suatu bakteri dapat dibuktikan sebagai penyebab penyakit hewan. Kemudian Koch menemukan bakteri yang menimbulkan tuberkulois dan kolera.
Perkembangan Teknik dan Cara Kerja di Laboratorium Mikrobiologi
Satu teknik yang dikembangkan untuk membiakkan (menumbuhkan) mikrobe di laboratorium ialah menggunakan media, suatu substrat untuk menumbuhkan bakteri, yang menjadi padat dan tetap tembus pandang pada suhu inkubasi (suhu yang cocok untuk pertumbuhan). Gelatin yang telah dicobakan untuk tujuan ini, kurang memadai karena pada suhu tumbuh menjadi cair. Perukaan padat yang lain seperti irisan kentang atau wortel banyak ketidakbaikannya, termasuk kekurangan nutrien untuk mikroorgaisme, terutama yang berkaintan dengan tubuh manusia.
Konsepsi Biakan Murni
Media agar merupakan substrat yang sangat baik untu memisahkan campuran mikroorganisme sehingga masing-masing jenisnya menjadi terpisah-pisah.Teknik yang digunakan untuk menumbuhkan mikroorganisme pada media agr memungkinkan setiap selya berhimpun membentuk koloni, sekelompok massa sel yang dapat dilihat dengan mata bugil. Semua sel dalam koloni itu sama, merupakan keturunan (progeni) satu mikroorganisme dan karena itu mewakili apa yang disebut mikrobilogiwan biakan murni. Penggunaan agar pada media mikobiologi semula diusulkan oleh laboratorium Koch pada awal 1880-an tetap digunakan secara luas sampai kini.
Postulat Koch
Percobaan-percobaan Koch membuktikan bahwa jasad renik tertentu menyebabkan timbulnya penyakit tertentu pula dan hal ini telah menuntun pada ditetapkannya kriteria yang dapat mendasari ditarinya kesimpulan itu. Kriteria ini dikenal dengan Postulat Koch, ialah :
1. Mikroorganisme tertentu selalu dapat dijumpai berasosiasi dengan penyakit tertentu.
2. Mikroorganisme itu dapat diisolasi dan dirumbuhkan menjadi biakan murni di laboratorium.
3. Biakan murni mikroorganisme tersebut akan menimbulkan penyakit itu bila disuntikkan pada hewan yang rentan (useptibel).
4. Penggunaan prosedur laboratorium memungkinkan diperolehya kembali mikroorganisme yang disuntikkan itu dari hewan yang dengan sengaja diifeksi dalam percobaan.
Pencegahan dan Pengobatan Penyakit yang disebabkan oleh Mikrobe
Penyebab etiologis (agen kausatif) untuk sebagian besar penyakit bakterial yang dikenal masa kini – penyakit-penyakit yang telah mengganggu dunia ini selama berabad-abad, ditemukan secara berturut-turut dalam waktu singkat antara tahun 1876 dan 1898. Metode pencegahan dan pengobatan yang telah dikemukakan untuk memberantas penyakit karena mikrobe mencakup imunisasi (misalnya vaksinasi), antisepsis (cara-cara untuk meniadakan atau mengurangi kemungkinan infeksi), kemoterapi (perawatan pasien dengan bahan kimia), dan cara-cara kesehatan masyarakat (misalnya, pemurnian air, pembuangan limbah, dan pengawetan makanan).
Memperluas Horizon-aplikasi Mikrobiologi pada Bidang Medis
Bidang mikrobiologi tanah dimulai dengan penyelidikan oleh seorang rusia, Serge Winogradsky (1856-1953), yang menunjukkan pentingnya beberapa bakteri tertentu untuk memelihara kesuburan tanah. Ia memperihatkan bahwa bakteri tertentu mampu menambah nitrogen (N2) dari udara yang sangat banyak terdapat disitu, dan mengubahnya menjadi senyawa nitrogen yang dapat dimanfaatkan oleh tumbuhan sebagai nutrien. Tahun 1901, Martinus Beijerinck (1851-1931), seorang mikrobiologiwan termashur dari Belanda, menemukan bakteri-bakteri lain dalam tanah yang penting untuk kesuburan tanah, lagi-lagi degan mensintesis senyawa-senyawa nitrogen tetapi melalui proses yang berlainan dengan yang ditemukan Winogradsky.
Pasteur memastikan peranan mikroorganisme dalam industri fermentasi melalui penelitianyya tentang minuman anggrur. Seorang Denmark, Emil Christian Hanse (1842-1909), memulai suatu usaha yang menyediakan tipe-tipe mikroorganisme yang diinginkan utuk pembuatan cuka (vinegar) dan produk-produk persusuan yaitu mentega dan susu.
Thomas J. Burill (1839-1916), di Universitas Illinois,menemukan bahwa penyakit pohon pir yang dikenal dengan fire blight disebabkan oleh suatu bakteri. Patologi tumbuhan (ilmu penyakit tumbuhan), yang menarik perhatian peneliti lebih banyak lagi. Erwin F. Smith (1845-1927), Departemen Pertania Amerika Serikat, berhasil menularkan peach yellows, suatu penyakit tanaman yang lain, dari tanaman sakit ke tanaman sehat. Penularan penyakit-penyakit virus pada tanaman oleh serangga diamati petani Jepang tahun 1894 dan tahun 1907 oleh beberapa ilmuwan Amerika. Dalam tahun 1892, Dmitri Ivanowski menemukan bahwa penyebab mosaik tembakau yaitu penyakit pada tanaman tembakau, dapat dipindahkan melalui ekstrak yang disaring dari tanaman yang sakit.
Mikrobiologi dan Biologi
Mikrobiologi bercabang menjadi dua arah berbeda tetapi saling melengkapi; yang pertama berknaan dengan lebih lanjut untuk menemukan kegunaan mikroorganisme dan yang kedua berkaitan dengan telah terperinci tentang ciri-ciri hayati jasad renik. Hasil penelitian tentang ciri-ciri hayati mikroorganisme itu terbukti tak ternilai pentingnya bagi semua bidang dala biologi. Alasannya ialah bahwa penelitian-penelitian terdahulu menunjukkan bahwa fisiologi dan susunan kimiawi jasad-jasad renik ternyata secara asasi sama bagi semua organisme hidup lainyy. Karena mereka itu memiliki banyak sifat yang menjadikannya ideal untuk digunakan dalam penelitian.
Sumber : Buku Dasar-dasar Mikrobiologi
Tidak ada komentar:
Posting Komentar