Mikoorganisme dapat dibagi menjadi 3 berdasarkan pada elektron aseptor dan elektron donor yang digunakannya yaitu :

  1. Fototrof
  2. Kemolitotrof
  3. Kemoorganotrof

Mikroorganisme fototrof merupakan mikroorganisme yang mampu memanfaatkan cahaya sebagai sumber energinya. Sedangkan organisme kemolitotrof yang mampu
memanfaatkan zat anorganik sebagai sumber energinya (donor electron) dan mikroorganisme kemoorganotrof merupakan mikroorganisme yang mampu memanfaatkan zat organic sebagai sumber energy (donor elektron) (Michael, 2006).

A. Fototrof Bacteria

Kita ketahui bahwa energi yang ada di alam terdapat dalam beberapa bentuk energi, namun hanya ada dua bentuk energi yang dapat digunakan sebagai sumber energi bagi organisme hidup. Energi tersebut yaitu energi cahaya dan energi kimia. Organisme yang dapat menggunakan energi cahaya untuk mensintesis keperluan organiknya disebut fototrof atau fototrofik, sedangkan organisme yang dapat mensintesis keperluan organiknya dari energi kimia disebut kemotrof atau kemotrofik.

Ciri karakteristik dari fototrof yaitu adanya pigmen hijau daun atau klorofil. Adapun fungsi dari klorofil ini sebagai penyerap energi cahaya menjadi energi kimia. Istilah lain untuk fototrofisme yaitu fotosintesis. Fotosintesis merupakan proses metabolism yang sangat penting di bumi. Proses ini mengkonversi energi cahaya menjadi energi kimia. Sebagian besar yang mampu malakukan proses metabolism ini adalah organisme fototropik yaitu autotrof, memiliki kemampuan untuk tumbuh pada sumber karbon CO2 sebagai seluruh sumber karbonnya.

Energi dari cahaya digunakan untuk mereduksi CO2 menjadi senyawa organik. Kemampuan fotosintesis tergantung kepada kehadiran cahaya khusus-pigmen sensitive (khorofil) yang ditemukan pada tanaman, alga dan beberapa bakteri. Cahaya yang ditangkap oleh organisme fototrof merupakan unit yang berbeda disebut quanta. Abrsorbsi cahaya quanta oleh pigmen klorofil memulai proses konversi energi fotosintesis. Pertumbuhan fototropik autotrof dapat dikarakteristik menjadi 2 rangkaian reaksi yang berbeda :

  1. Reaksi terang, energi cahaya dikonversi menjadi energi kimia
  2. Reaksi gelap, energi kimia digunakan untuk mereduksi CO2 (sumber karbon) untuk membentuk senyawa organik (Michael, 2006).

Untuk pertumbuhan autotrof, energi yang disediakan berbentuk ATP, seluruh electron untuk mereduksi CO2 berasal dari NADPH. Yang terakhir adalah dihasilkan oleh pereduksian NADP oleh elektron yang berasal dari berbagai donor elektron yang akan dibahas di bawah ini.

Reaksi terang merupakan proses konversi energi cahaya menjadi energi kimia pada pembentukan ATP. Pada bakteri hijau dan bakteri ungu menggunakan cahaya dengan tujuan utamanya untuk membentuk ATP. Bakteri ini membentuk NADPH dari pereduksian materi yang tersedia dilingkungannya seperti H2S atau senyawa organik.

Tanaman hijau, alga dan cyanobacteria secara umum tidak menggunakan H2S atau senyawa organik untuk mendapatkan energi pereduksi (reduction power). Mereka memperoleh electron dari NADP+ reduksi oleh hidrolisis molekul air, untuk memproduksi O2 sebagai produk sampingan fotosintesis. Reduksi NADP+ menjadi NADPH oleh organisme ini dikarenakan peristiwa yang dimediasi oleh cahaya. Karena menghasilkan O2 sebagai produk sampingan maka disebut dengan fotosintesis oksigenik.

Sebaliknya pada bakteri hijau dan ungu tidak dihasilkan O2 sebagai produk fotosintesisnya sehingga disebut sebagai fotosintesis anoksigenik (Michael, 2006).

Cyanobacteria

Cyanobacteria/ Cyanophyta atau alga hijau biru merupakan kelompok alga prokariotik dan bakteri yang mendapat energi melalui fotosintesis. Organisme tersebut memiliki peran sebagai produsen dan penghasil senyawa nitrogen di perairan. Beberapa Cyanobacteria juga diketahui dapat memproduksi toksin (racun). Selain menghasilkan toksin, Cyanobacteria mampu menghasilkan senyawa yang bermanfaat bagi mahluk hidup lain, antara lain protein dan senyawa lain untuk obat-obatan. Organisme tersebut bersifat kosmopolit, tidak hanya ditemukan di habitat akuatik melainkan juga ditemukan di habitat terestrial.

Cyanobacteria ada yang hidup sebagai plankton dan ada pula yang hidup sebagai bentos. Spesies-spesies yang bersifat planktonik umumnya merupakan spesies-spesies yang mengakibatkan terjadinya ledakan populasi (blooming) akibat eutrofikasi (pengayaan nutrisi). Eutrofikasi biasanya disebabkan oleh proses alamiah atau akibat pencemaran. Keadaan perairan yang kaya nutrisi tersebut menyebabkan pertumbuhan Cyanobacteria yang sangat cepat. Cyanobacteria juga diketahui mampu tumbuh di padang gurun, padang salju, dan sumber air panas. Indonesia sebagai salah satu negara tropis yang selalu beriklim hangat sepanjang tahun menyebabkan sering mengalami blooming Cyanobacteria di perairan tawar. keberadaan Cyanobacteria bentik atau Cyanobacteria yang menempel di permukaan substrat seperti tumbuhan (epifitik) di suatu perairan, yang kadang menjadi bersifat planktonik belum terpantau. Tambahan lagi Indonesia sebagai negara tropis yang beriklim hangat sepanjang tahun diduga baik menjadi tempat tumbuh spesies-spesies Cyanobacteria, sehingga memiliki beragam spesies Cyanobacteria. (Prihantini, 2008)

Bentuk

Cyanobacteria ditemukan di hampir semua habitat yang bisa dibayangkan, dari samudera ke air tawar ke batu sampai tanah. Mereka bisa bersel tunggal atau koloni. Koloni dapat membentuk filamen ataupun lembaran. Cyanobacteria termasuk uniselular, koloni, dan bentuk filamen. Beberapa koloni filamen memiliki kemampuan untuk berdiferensiasi menjadi tiga tipe sel yang berbeda: sel vegetatif adalah yang normal, sel fotosintesis pada kondisi lingkungan yang baik, dan tipe heterokista yang berdinding tebal yang mengandung enzim nitrogenase.

Setiap individu sel umumnya memiliki dinding sel yang tebal, lentur, dan Gram negatif. Cyanobacteria tidak memiliki flagela. Mereka bergerak dengan meluncur sepanjang permukaan. Kebanyakan cyanobacteria ditemukan di air tawar, sedangkan lainnya tinggal di lautan, terdapat di tanah lembab, atau bahkan kadang-kadang melembabkan batuan di gurun. Beberapa bersimbiosis dengan lumut kerak, tumbuhan, berbagai jenis protista, atau spons dan menyediakan energi bagi inang (Anonim, 2010).

Klasifikasi

Cyanobacteria secara tradisional diklasifikasikan menjadi lima kelompok, berdasar struktur tubuhnya yaitu: Chroococcales, Pleurocapsales, Oscillatoriales, Nostocales dan Stigonematales (Anonim, 2010).

Fiksasi Nitrogen dan Karbon

Cyanobacteria adalah satu-satunya kelompok organisme yang mampu mereduksi nitrogen dan karbon dalam kondisi tidak ada oksigen (anaerob). Mereka melakukannya dengan mengoksidasi belerang (sulfur) sebagai pengganti oksigen (Anonim, 2010).

B. Chemolitototrof Bacteria

Bakteri kemolitotrof adalah bakteri yang mendapatkan energi dari oksidasi elemen atau senyawa anorganik, seperti ammonia, nitrit, sulfit, hidtrogen, dan lain-lain. Sebagian besar kemolitotrof memiliki kemampuan tumbuh secara autotrotrof memfiksasi CO2 oleh siklus Calvin. Beberapa contoh bakteri kemolitotrof antara lain : hydrogen-oxidizing bacteria, sulfur bacteria, iron-oxidizing bacteria, ammonium dan nitrite-oxidizing bacteria (Michael, 2006).

Daur Sulphur

Sulfur terdapat dalam bentuk sulfat anorganik. Sulfur direduksi oleh bakteri menjadi sulfide dan kadang-kadang terdapat dalam bentuk sulfur dioksida atau hidrogen sulfida. Hidrogen sulfida ini seringkali mematikan mahluk hidup di perairan dan pada umumnya dihasilkan dari penguraian bahan organik yang mati. tumbuhan menyerap sulfur dalam bentuk sulfat (SO4) (anonim1, 2010).

  • Komponen sulphur yang digunakan sebagai elektron donor antara lain hidrogen sulfide
    (H2S), Sulfur (S0) dan tiosulphate (S2O32-).
  • Produk oksidasi sulphur adalah Sulphat.
    H2S+ 2O2 SO42- + 2H+ ΔG0, = – 798.2 Kj/reaction
    HS- + ½O2+ H+ S0+ H2O ΔG0, = – 209.4 Kj/reaction
    S0+ H2O+ 1 ½ O2 SO42- + 2H+ ΔG0, = – 587.1 Kj/reaction
    S2O32- + H2O + 2O2 2SO42- + 2H+ ΔG0, = -818.3 Kj/Reaction

Komponen sulphur yang berada di dalam sel bakteri merupakan hasil dari inisial oksidasi sebagai energi cadangan. Jadi ketika H2S menipis energi tambahan yang digunakan untuk oksidasi yaitu Sulphur tersebut menjadi Sulphat (Michael, 2006).

Perpindahan sulfat terjadi melalui proses rantai makanan, lalu semua mahluk hidup mati danakan diuraikan komponen organiknya oleh bakteri. Beberapa jenis bakteri terlibat dalam daur sulfur, antara lain Desulfomaculum dan Desulfibrio yang akan mereduksi sulfat menjadi sulfida dalam bentuk hidrogen sulfida (H2S). Kemudian H2S digunakan bakteri fotoautotrof anaerob seperti Chromatium dan melepaskan sulfur dan oksigen. Sulfur di oksidasi menjadi sulfat oleh bakteri kemolitotrof seperti Thiobacillus (Anonim1, 2010).

1 Komentar pada “Sumber Energi Pada Mikroba”

Tinggalkan Balasan

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *