Nenosayang's Blog

Archive for the ‘knowledge’ Category

Sebelumnya telah dijelaskan tentang Energi, Habitat, Niche (Relung) dan Adaptasi dalam http://dirgandini.wordpress.com/2011/03/30/energi-habitat-relung-dan-adaptasi/

Untuk melengkapi bahasan tersebut mengenai apa saja yang mempengaruhi dalam suatu ekosistem terhadap makhluk hidup…

Come On… Cekidot… 🙂

Evolusi

Evolusi berasal dari bahasa latin yang berarti membuka lapisan, kemudian dalam bahasa Inggris, evolution yang memiliki arti perkembangan secara bertahap.

Evolusi (dalam kajian biologi) berarti perubahan pada sifat-sifat terwariskan suatu populasi organisme dari satu generasi ke generasi berikutnya. Perubahan-perubahan ini disebabkan oleh kombinasi tiga proses utama: variasi, reproduksi, dan seleksi. Sifat-sifat yang menjadi dasar evolusi ini dibawa oleh gen yang diwariskan kepada keturunan suatu makhluk hidup dan menjadi bervariasi dalam suatu populasi. Ketika organisme bereproduksi, keturunannya akan mempunyai sifat-sifat yang baru. Sifat baru dapat diperoleh dari perubahan gen akibat mutasi ataupun transfer gen antar populasi dan antar spesies. Pada spesies yang bereproduksi secara seksual, kombinasi gen yang baru juga dihasilkan oleh rekombinasi genetika, yang dapat meningkatkan variasi antara organisme. Evolusi terjadi ketika perbedaan-perbedaan terwariskan ini menjadi lebih umum atau langka dalam suatu populasi.

Evolusi didorong oleh dua mekanisme utama, yaitu seleksi alam dan hanyutan genetik. Seleksi alam merupakan sebuah proses yang menyebabkan sifat terwaris yang berguna untuk keberlangsungan hidup dan reproduksi organisme menjadi lebih umum dalam suatu populasi – dan sebaliknya, sifat yang merugikan menjadi lebih berkurang. Hal ini terjadi karena individu dengan sifat-sifat yang menguntungkan lebih berpeluang besar bereproduksi, sehingga lebih banyak individu pada generasi selanjutnya yang mewarisi sifat-sifat yang menguntungkan ini. Setelah beberapa generasi, adaptasi terjadi melalui kombinasi perubahan kecil sifat yang terjadi secara terus menerus dan acak ini dengan seleksi alam. Sementara itu, hanyutan genetik (Bahasa Inggris:Genetic Drift) merupakan sebuah proses bebas yang menghasilkan perubahan acak pada frekuensi sifat suatu populasi. Hanyutan genetik dihasilkan oleh probabilitas apakah suatu sifat akan diwariskan ketika suatu individu bertahan hidup dan bereproduksi.

Charles Darwin merupakan ilmuwan pertama yang memcetuskan tentang adanya teori evolusi dan hingga saat ini masih terus dilakukan penelitian. Charles Darwin (1809-1892) juga  menerbitkan buku mengenai asal mula spesies pada tahun 1859, dengan judul “On the ofiginof species by means of natural selection” atau “The preservation of favored races in the struggle for life”.

PETUNUJUK ADANYA EVOLUSI

Beberapa bukti yang dianggap memberikan petunjuk adanya evolusi antara lain,

  • Variasi makhluk Hidup

Tidak ada dua individu di dunia ini yang memmpunhyai suifat yang benr-benar sama. Hal ini menunjkkan adanya variasi. Variasi adalah perbedaan yang ditemukan pada individu-individu yang masih satu spesies.

Jika varian tersebu hidup pada lingkingan yang berbeda maka akan menghasilkan keturunan yang berbeda pulan. Jadi adanya variasi merupakan petunjuk adanya evolusi yang menuju ke arah terbentuknya spesies baru.

  • Fosil

Fosil-fosil yan ditemukan dalam lapisan bumi dari lapisan yan tua sampai yang uda menunjkkkan adanya perubahan secara berangsur-angsur. Denga membandingkan fosil-fosil yang ditemukan di berbagai lapisan bumi dapat diketahui adanya proses evolusi. Sejarah perkembangan kuda merupakan suatu conto yang paling terkenal untuk menerangklkan adanya perubahan-perubahan bentuk dari masa ke masa.

  • Homologi dan Organ analogi Tubuh

Struktur organ tubuh dari berbagai hewan dapat dibedakan menjadi homologi dan analogi. Homologi adalah organ-organ makhluk hidup yang mempunyai s bentuk asal ((dasar) yang sama, kemudian berubah strukturnya sehingga fungsinya berbeda. Misalnya sayap burung homolog dengan tangan manusia. Kaki depan kuda homolog dengansirip dad ikan paus.

Analogi adalah organ-organ tubuh yang mempunyai fungsi sama tetapi bentuk salnya berbeda. Misalnya sayap serangga dengan sayap burung.

  • Embriologi Perbandingan

Perkembangan zigot hewan vertebrata yang berkembang biak secara seksual menunjukkan adanya persamaan sampai pada fase tertentu. Hal tersebu menunjukkan adanya hubungan kekerabatan di antara golongan hewa vertebrat tersebut.

  • Petunjuk secara Biokimia

Untuk menentukan jauh dekatnya hubungan kekerebatan antara organisme yang satu dengan yang lain dapat diuji secara biokimia yang disebut denga uji presipitin. Uji[peresipitin adalah menguji adanya reaksi antara antigen-antibodi. Banyak sedikitnya endapan yang terbentuik akibat reaksi tersebut dapat digunakan untuk menentuka jauh sedekatnya hubungan kekerabatan antara suatu organisme denga organisme yang lain.

  • Perbandingan Fisiologi Organisme

Organisme mempunyai ciri-ciri fisiologi yang sama, seperti respirasi, ekskresi dll. Meskipun ciri morfologi dan jumlah sel yang membentuk setiap organisme berbeda-beda, terdapat kemiripan-kemiripan dalam fisiologinya.

  • Petunjuk alat tubuh yang tersisa

Pada manusia dan bebrapa jenis hewan dapat dijumpai berbagai alat tubuh yang tidak berfungsi. Alat trubuh pada manusia yang tersisa antara lain adalah umbai cacing dan tulang ekor. Pada burung kiwi, burung yang tidak dapat terbang, terdapat alat tubuh yabg yersisa sebagai akibat penyusutan sayap.

Suksesi Primer dan Suksesi Sekunder

Suksesi merupakan adanya modifikasi lingkungan fisik dalam komunitas atau ekosistem. Proses suksesi berakhir dengan sebuah komunitas atau ekosistem klimaks atau telah tercapai keadaan seimbang (homeostatis). Di alam ini terdapat dua macam suksesi, yaitu suksesi primer dan suksesi sekunder.

  • Suksesi Primer

Suksesi primer terjadi bila komunitas asal terganggu. Gangguan ini mengakibatkan hilangnya komunitas asal tersebut secara total sehingga di tempat komunitas asal terbentuk habitat baru. Gangguan ini dapat terjadi secara alami, misalnya tanah longsor, letusan gunung berapi, endapan Lumpur yang baru di muara sungai, dan endapan pasir di pantai. Gangguan dapat pula karena perbuatan manusia misalnya penambangan timah, batubara, dan minyak bumi.

Contoh yang terdapat di Indonesia adalah terbentuknya suksesi di Gunung Krakatau yang pernah meletus pada tahun 1883. Di daerah bekas letusan gunung Krakatau mula-mula muncul pioner berupa lumut kerak (liken) serta tumbuhan lumut yang tahan terhadap penyinaran matahari dan kekeringan. Tumbuhan perintis itu mulai mengadakan pelapukan pada daerah permukaan lahan, sehingga terbentuk tanah sederhana. Bila tumbuhan perintis mati maka akan mengundang datangnya pengurai. Zat yang terbentuk karma aktivitas penguraian bercampur dengan hasil pelapukan lahan membentuk tanah yang lebih kompleks susunannya. Dengan adanya tanah ini, biji yang datang dari luar daerah dapat tumbuh dengan subur. Kemudian rumput yang tahan kekeringan tumbuh. Bersamaan dengan itu tumbuhan herba pun tumbuh menggantikan tanaman pioner dengan menaunginya. Kondisi demikian tidak menjadikan pioner subur tapi sebaliknya.

Sementara itu, rumput dan belukar dengan akarnya yang kuat terns mengadakan pelapukan lahan.Bagian tumbuhan yang mati diuraikan oleh jamur sehingga keadaan tanah menjadi lebih tebal. Kemudian semak tumbuh. Tumbuhan semak menaungi rumput dan belukar maka terjadilah kompetisi. Lama kelamaan semak menjadi dominan kemudian pohon mendesak tumbuhan belukar sehingga terbentuklah hutan. Saat itulah ekosistem disebut mencapai kesetimbangan atau dikatakan ekosistem mencapai klimaks, yakni perubahan yang terjadi sangat kecil sehingga tidak banyak mengubah ekosistem itu.

  • Suksesi Sekunder

Suksesi sekunder terjadi bila suatu komunitas mengalami gangguan, balk secara alami maupun buatan. Gangguan tersebut tidak merusak total tempat tumbuh organisme sehingga dalam komunitas tersebut substrat lama dan kehidupan masih ada. Contohnya, gangguan alami misalnya banjir, gelombang taut, kebakaran, angin kencang, dan gangguan buatan seperti penebangan hutan dan pembakaran padang rumput dengan sengaja.

Contoh komunitas yang menimbulkan suksesi di Indonesia antara lain tegalan-tegalan, padang alang-alang, belukar bekas ladang, dan kebun karet yang ditinggalkan tak terurus.

Faktor Pembatas

Faktor-faktor fisik-kimia yang diketahui dapat mempengaruhi kehidupan dan/atau laju pertumbuhan karang Sorokin (1993), antara lain adalah suhu, kedalaman, cahaya matahari, salinitas, kekeruhan, substrat dan pergerakan massa air. Berikut dibahas beberapa faktor lingkungan pembatas kehidupan karang.

  • Suhu

Suhu mempengaruhi kecepatan metabolisme, reproduksi dan perombakan bentuk luar dari karang. Suhu paling baik untuk pertumbuhan karang berkisar 23-30oC. Temperatur dibawah 18oC dapat menghambat pertumbuhan karangbahkan dapat mengakibatkan kematian. temperatur diatas 33oC dapat menyebabkan gejala pemutihan (bleaching), yaitu keluarnya zooxanthella dari polip karang dan akibat selanjutnya dapat mematikan karang (Sorokin, 1993).

  • Kedalaman

Terumbu karang tidak dapat berkembang diperairan yang lebih dalam dari 50 m. kebanyakan terumbu tumbuh pada kedalaman 25 m atau kurang.

  • Cahaya

Sorokin (1993) mengatakan bahwa cahaya yang cukup harus tersedia agar fotosintesis oleh zooxanthella simbiotik dalam jaringan karang dapat terlaksana. Tanpa cahaya yang cukup laju fotosintesis akan berkurang sehingga kemampuan karang untuk menghasilkan kalsium karbonat dapat membentuk terumbu akan berkurang pula.

  • Salinitas

Secara fisiologis, salinitas mempengaruhi kehidupan hewan karang karena adanya tekanan osmosis pada jaringan hidup. Salinitas optimal bagi kehidupan karang berkisar 30-35 o/oo. Karena itu karang jarang ditemukan hidup di daerah muara sungai besar, bercurah hujan tinggi atau perairan dengan salinitas yang tinggi.

  • Kekeruhan

Kekeruhan yang tinggi menyebabkan terhambatnya cahaya matahari masuk kedalam air dan selain mengganggu proses fotosintesis zooxanthella juga mengganggu polip karang dngan semakin banyaknya mucus yang dikeluarkan untuk melepaskan partikel yang jatuh di tubuh karang. Sedimentasi yang tinggi dapat menutupi dan akhirnya akan mematikan polip karang.

  • Substrat

Substrat yang keras dan bersih dari lumpur diperlukan untuk perlekatan larva karang (planula) yang akan membentuk koloni baru. Substrat keras ini berupa benda padat yang ada di dasar laut, misalnya batu, cangkang mollusca, potongan kayu bahkan besi yang terbenam.

  • Pergerakan massa air Arus dan gelombang penting untuk transportasi zat hara, larva, bahkan sedimen dan oksigen.

Selain itu arus dan gelombang dapat membersihkan polip dari kotoran yang menempel sehingga karang yang hidup di daerah berombak dan bearus kuat lebih berkembang dibanding dngan daerah yang tenang dan terlindungi.

Coral Branching dan Coral Non-Branching

Berdasarkan bentuk pertumbuhannya, karang batu menurut English et al. (1994) terbagi atas karang Acropora dan non-Acropora. Karang non-Acropora terdiri atas:

  1. Coral branching (CB), bentuknya bercabang seperti ranting pohon.

Contoh : Acropora sp, Echinopora sp, Pocillopora meandrina, Pocillopora eyrduxi, Tubastrea micranatha.

  1. Coral massive (CM), bentuknya seperti batu yang padat.

Contoh : Porites lobata, Porites lutea, Cyphastrea sp, Goniastrea sp, Astreopora sp, Montipora sp, Symphyllia sp, Favia sp, Porites sp, Favitas sp

  1. Coral encrusting (CE), bentuknya merayap, hampir seluruh bagian menempel pada substrat.
  2. Coral submassive (CS), bentuk kokoh dengan tonjolan-tonjolan atau kolom-kolom kecil.

Contoh : Pocillopora eyeduxi, Pocillopora verucosa

  1. Coral foliose (CF), bentuk menyerupai lembaran daun

Contoh : Echinopora lamellosa, Montipora sp

  1. Coral mushroom (CMR), bentuk menyerupai jamur.
  2. Coral Millepora (CME), semua jenis karang api dapat dikenali dengan adanya warna kuning di ujung koloni dan rasa panas seperti terbakar apabila tersentuh..
  3. Coral Heliopora (CHL), dapat dikenali dengan adanya warna biru pada skeleton

English et al., (1994) menggolongkan bentuk pertumbuhan Acropora sebagai berikut:

  1. Acropora branching (ACB), bentuk bercabang seperti ranting pohon.

Contoh : Acropora tenuis, Acropora formosa,Acropora digitifera, Acropora humilis, Acropora gamezi, Acropora florida, Pectinia lectuca

  1. Acropora Tabulate (ACT), bentuk bercabang dengan arah mendatar dan rata seperti meja.

Contoh : Acropora hyacinthus, Acropora cytherea, Acropora clathrata, Acropora latistella

  1. Acropora encrusting (ACE), bentuk mengerak
  2. Acropora submassive (ACS), percabangan bentuk gada/lempeng kokoh, contoh genus Isopora.

Contoh : Acropora palifera

  1. Acropora digitate (ACD), bentuk percabangan rapat dengan cabang seperti jari-jari tangan.

Contoh : Acropora gemmifera, Acropora humilis.

Massa jenis adalah pengukuran massa setiap satuan volume benda. Semakin tinggi massa jenis suatu benda, maka semakin besar pula massa setiap volumenya. Massa jenis rata-rata setiap benda merupakan total massa dibagi dengan total volumenya. Sebuah benda yang memiliki massa jenis lebih tinggi (misalnya besi) akan memiliki volume yang lebih rendah daripada benda bermassa sama yang memiliki massa jenis lebih rendah (misalnya air).

Satuan SI massa jenis adalah kilogram per meter kubik (kg·m-3)

Massa jenis berfungsi untuk menentukan zat. Setiap zat memiliki massa jenis yang berbeda. Dan satu zat berapapun massanya berapapun volumenya akan memiliki massa jenis yang sama.

Rumus untuk menentukan massa jenis adalah

ρ = m / v

dengan

ρ adalah massa jenis,

m adalah massa,

V adalah volume.

Satuan massa jenis dalam ‘CGS [centi-gram-sekon]’ adalah: gram per sentimeter kubik (g/cm3).

1 g/cm3=1000 kg/m3

Massa jenis air murni adalah 1 g/cm3 atau sama dengan 1000 kg/m3

Distribusi densitas dalam perairan dapat dilihat melalui stratifikasi densitas secara vertikal dalam kolom perairan dan perbedaan secara horizontal yang disebabkan oleh arus. Distribusi densitas berhubungan dengan karakter arus dan daya tenggelam suatu massa air yang berdensitas tinggi pada lapisan permukaan pada kedalaman tertentu. Densitas air laut tergantung pada suhu dan salinitas serta semua proses yang mengakibatkan berubahnya suhu dan salinitas. Densitas permukaan laut berkurang apabila ada pemanasan, presipitasi, dan aliran sungai, serta dapat meningkat jika terjadi evaporasi dan menurunnya suhu permukaan.

Densitas merupakan salah satu parameter terpenting dalam mempelajari dinamika laut. Perbedaan densitas yang kecil secara horisontal (misalnya akibat perbedaan pemanasan di permukaan) dapat menghasilkan arus laut yang sangat kuat. Oleh karena itu penentuan densitas merupakan hal yang sangat penting dalam oseanografi. Lambang yang digunakan untuk menyatakan densitas adalah ρ (rho).

Densitas air laut bergantung pada temperatur (T), salinitas (S) dan tekanan (p). Kebergantungan ini dikenal sebagai persamaan keadaan air laut (Equation of State of Sea Water):

ρ = ρ(T,S,p)

Penentuan dasar pertama dalam membuat persamaan di atas dilakukan oleh Knudsen dan Ekman pada tahun 1902. Pada persamaan mereka, ρ dinyatakan dalam g cm-3. Penentuan dasar yang baru didasarkan pada data tekanan dan salinitas dengan kisaran yang lebih besar, menghasilkan persamaan densitas baru yang dikenal sebagai Persamaan Keadaan Internasional (The International Equation of State, 1980). Persamaan ini menggunakan temperatur dalam oC, salinitas dari Skala Salinitas Praktis dan tekanan dalam dbar (1 dbar = 10.000 pascal = 10.000 N m-2). Densitas dalam persamaan ini dinyatakan dalam kg m-3. Jadi, densitas dengan harga 1,025 g cm-3 dalam rumusan yang lama sama dengan densitas dengan harga 1025 kg m-3 dalam Persamaan Keadaan Internasional.

Densitas bertambah dengan bertambahnya salinitas dan berkurangnya temperatur, kecuali pada temperatur di bawah densitas maksimum. Densitas air laut terletak pada kisaran 1025 kg m-3 sedangkan pada air tawar 1000 kg m-3. Para oseanografer biasanya menggunakan lambang σt (huruf Yunani sigma dengan subskrip t, dan dibaca sigma-t) untuk menyatakan densitas air laut. dimana σt = ρ – 1000 dan biasanya tidak menggunakan satuan (seharusnya menggunakan satuan yang sama dengan ρ). Densitas rata-rata air laut adalah σt = 25. Aturan praktis yang dapat kita gunakan untuk menentukan perubahan densitas adalah: σt berubah dengan nilai yang sama jika T berubah 1oC, S 0,1, dan p yang sebanding dengan perubahan kedalaman 50 m.

Perlu diperhatikan bahwa densitas maksimum terjadi di atas titik beku untuk salinitas di bawah 24,7 dan di bawah titik beku untuk salinitas di atas 24,7. Hal ini mengakibatkan adanya konveksi panas.

  • S < 24.7 : air menjadi dingin hingga dicapai densitas maksimum, kemudian jika air permukaan menjadi lebih ringan (ketika densitas maksimum telah terlewati) pendinginan terjadi hanya pada lapisan campuran akibat angin (wind mixed layer) saja, dimana akhirnya terjadi pembekuan. Di bagian kolam (basin) yang lebih dalam akan dipenuhi oleh air dengan densitas maksimum.
  • S > 24.7 : konveksi selalu terjadi di keseluruhan badan air. Pendinginan diperlambat akibat adanya sejumlah besar energi panas (heat) yang tersimpan di dalam badan air. Hal ini terjadi karena air mencapai titik bekunya sebelum densitas maksimum tercapai.

Seperti halnya pada temperatur, pada densitas juga dikenal parameter densitas potensial yang didefinisikan sebagai densitas parsel air laut yang dibawa secara adiabatis ke level tekanan referensi.

Perubahan densitas dapat disebabkan oleh proses-proses :

  • Evaporasi di permukaan laut
  • Massa air pada kedalaman < 100 m sangat dipengaruhi oleh angin dan gelombang, sehingga besarnya densitas relatif homogeny
  • Di bawah lapisan ini terjadi perubahan temperatur yang cukup besar (Thermocline) dan juga salinitas (Halocline), sehingga menghasilkan pola perubahan densitas yang cukup besar (Pynocline)
  • Dibawah Polycline hingga dasar laut mempunyai densitas yang lebih padat

Stabilitas air laut dipengaruhi oleh perbedaan densitasnya, yang disebut dengan Sirkulasi Densitas atau Thermohaline. Perbedaan densitas menyebabkan timbulnya aliran massa air dari laut yang dalam di daerah kutub selatan dan kutub utara ke arah daerah tropik.

Umumnya ada hubungan tak lansung antara suhu dan densitas, karena adanya ganguan atom-atom dalam molekul air. Kenaikan sushu menurunkan densitas air laut dan menambah daya larut air laut. Air murni dapat beku pada suhu 0 derajat Celsius, karena ada pengaruh dari densitas dan salinitas air laut masih dapat cair pada suhu 0 derajat Celsius. Pada permukaan air laut membeku pada suhu -1,9 derajat Celsius. Kapasitas menahan panas air laut dari air laut dan sirkulasi massa air laut menjadikan laut sebagai pompa panas raksasa. Panas dari matahari akan menghangatkan pada permukaan lintang rendah di bumi. Oleh sirkulasi permukaan air laut akan mengngkut panas ke lintang yang tinggi yang seharusnya dingin akan menjadi panas seperti daerah eropa. Penelitian yang dilakukan oleh beberapa ahli menyatakan posisi Indonesia merupakan posisi penentu dalam mengontrol iklim global dan dunia yang bersumber pada arus lintas Indonesia dari samudera pasifik menuju samudera hindia dan atlantik.

Distribusi densitas dalam perairan dapat dilihat melalui stratifikasi densitas secara vertikal di dalam kolom perairan, dan perbedaan secara horisontal yang disebabkan oleh arus. Distribusi densitas berhubungan dengan karakter arus dan daya tenggelam suatu massa air yang berdensitas tinggi pada lapisan permukaan ke kedalaman tertentu. Densitas air laut tergantung pada suhu dan salinitas serta semua proses yang mengakibatkan berubahnya suhu dan salinitas. Densitas permukaan laut berkurang karena ada pemanasan, presipitasi, run off dari daratan serta meningkat jika terjadi evaporasi dan menurunnya suhu permukaan.

Sebaran densitas secara vertikal ditentukan oleh proses percampuran dan pengangkatan massa air. Penyebab utama dari proses tersebut adalah tiupan angin yang kuat. Lukas and Lindstrom (1991), mengatakan bahwa pada tingkat kepercayaan 95 % terlihat adanya hubungan yang positif antara densitas dan suhu dengan kecepatan angin, dimana ada kecenderungan meningkatnya kedalaman lapisan tercampur akibat tiupan angin yang sangat kuat. Secara umum densitas meningkat dengan meningkatnya salinitas, tekanan atau kedalaman, dan menurunnya suhu.

 

DAPUS :

http://sudomo-gis.com

http://id.wikipedia.org/wiki/Massa_jenis

http://oseanografi.blogspot.com

http://one-geo.blogspot.com/2010/01/karakteristik-air-laut-ii.html

http://acehpedia.org/Lingkungan_Laut

 


KATA PENGANTAR

Alhamdulillah, pada akhirnya makalah ini dapat tersusun untuk melengkapi tugas mata kuliah Sistem Mikrobiologi Laut khususnya dalam bahasan Identifikasi mikroba.

Semoga dengan adanya makalah ini dapat membantu dalam kegiatan perkuliahan Mikrobiologi Laut dan dapat dijadikan sebagai sumber informasi bagi yang membacanya. Tak lupa kami mengucapkan terima kasih kepada dosen pembimbing kami, Bapak Eddy Afrianto yang telah membantu terciptnya makalah ini.  Tak lupa kepada seluruh anggota kelompok yang dapat bekerja sama secara optimal dan juga seluruh referensi yang ada.

Kami menyadari makalah ini belum bisa dikatakan sempurna. Maka dari itu saran dan kritik membangun, sangat kami harapakan untuk hasil kedepannya yang lebih baik lagi.

Homat kami,

Penyusun


BAB I

PENDAHULUAN

Mikroorganisme yang ada di alam ini mempunyai morfologi, struktur dan sifat-sifat yang khas, begitu pula dengan bakteri. Bakteri yang hidup hampir tidak berwarna dan kontras dengan air, dimana sel-sel bakteri tersebut disuspensikan. Salah satu cara untuk mengamati bentuk sel bakteri sehingga mudah untuk diidentifikasi ialah dengan metode pengecatan atau pewarnaan. Hal tersebut juga berfungsi untuk mengetahui sifat fisiologisnya yaitu mengetahui reaksi dinding sel bakteri melalui serangkaian pengecatan.

Berbagai macam tipe morfologi bakteri (kokus, basil, spirilum, dan sebagainya) dapat dibedakan dengan menggunakan pewarna sederhana. Istilah ”pewarna sederhana” dapat diartikan dalam mewarnai sel-sel bakteri hanya digunakan satu macam zat warna saja (Gupte, 1990). Kebanyakan bakteri mudah bereaksi dengan pewarna-pewarna sederhana karena sitoplasmanya bersifat basofilik (suka akan basa) sedangkan zat-zat warna yang digunakan untuk pewarnaan sederhana umumnya bersifat alkalin (komponen kromoforiknya bermuatan positif). Faktor-faktor yang mempengaruhi pewarnaan bakteri yaitu fiksasi, peluntur warna , substrat, intensifikasi pewarnaan dan penggunaan zat warna penutup. Suatu preparat yang sudah meresap suatu zat warna, kemudian dicuci dengan asam encer maka semua zat warna terhapus. sebaliknya terdapat juga preparat yang tahan terhadap asam encer. Bakteri-bakteri seperti ini dinamakan bakteri tahan asam, dan hal ini merupakan ciri yang khas bagi suatu spesies.

Setiap sel terdiri dari berbagai bahan kimia. Setiap sel akan menunjukkan susunan kimiawi yang spesifik. Sebagai contoh, bakteri Gram negatif memiliki lipopolisakarida dalam dinding selnya, Sedangkan bakteri Gram positif tidak. Sebaliknya pada banyak bakteri Gram positif terdapat asam teikoat. Bahan kimia ini tidak ditemukan pada gram negatif.

Karakteristik utamanya adalah tebalnya lapisan peptidoglikan pada dinding sel. Akibatnya, pada saat prosedur pewarnaan Gram, meninggalkan warna biru. Dinding sel Gram positif biasa ditemukan pada Actinobacteria dan Firmicutes. Tidak seperti dinding sel Gram positif, dinding sel Gram negatif memiliki lapisan peptidoglikan yang tipis. Hal ini menyebabkan lunturnya warna biru/merah muda saat disiram etanol.

BAB II

ISI

Sel terdiri dari berbagai bahan kimia. Bila sel mikroba diberi perlakuan kimiawi, maka sel ini memperlihatkan susunan kimiawi yang spesifik.  Sifat kimiawi pada susunan sel bakteri, mencakup kepada :

1. Membran Sel Prokariotik

Pada beberapa bakteri, membran mengelilingi sitoplasma tanpa menunjukkan adanya lipatan. Membran pada bakteri lain mengalami pelipatan ke dalam yang disebut mesosom. Pada bakteri fotosintetik, khlorofil tidak terdapat dalam suatu khloroplas, melainkan terdapat dalam membran yang sangat berlipat-lipat di dalam sel, yang disebut membran tilakoid. Sistem fotosintetik pada bakteri disamping menggunakan khlorofil, juga karotenoid. Keduanya mengandung sistem transport elektron yangmenghasilkan ATP pada proses fotosintesis.

2. Dinding Sel

Dinding sel bakteri bersifat agak elastis dan tidak bersifat permeable terhadap garam dan senyawa tertentu dengan berat molekul rendah. Secara normal konsentrasi garam dan gula yang menentukan tekanan osmotik di dalam sel lebih tinggi daripada di luar sel. Apabila tekanan osmose di luar sel naik, air sel akan mengalir keluar, protoplasma mengalami pengkerutan, dan membran akan terlepas dari dinding sel. Proses ini disebut dengan plasmolisis.

Dinding sel bakteri gram positif: Dinding sel bakteri gram positif terdiri 40 lapis rangka dasar murein, meliputi 30-70 % berat kering dinding sel bakteri. Senyawa lain penyusun dinding sel gram positif adalah polisakarida yang terikat secara kovalen, dan asam teikoat yang sangat spesifik.

Dinding sel bakteri gram negatif: Dinding sel bakteri gram negatif hanya terdiri atas satu lapis rangka dasar murein, dan hanya meliputi + 10% dari berat kering dinding sel. Murein hanya mengandung diaminopemelat, dan tidak mengandung lisin. Di luar rangka murein tersebut terdapat sejumlah besar lipoprotein, lipopolisakarida, dan lipida jenis lain. Senyawa-senyawa ini merupakan 80 % penyusun dinding sel. Asam teikoat tidak terdapat dalam dinding sel ini.

3. Flagel dan Pili

Flagel merupakan salah satu alat gerak bakteri. Letak flagel dapar polar, bipolar, peritrik, maupun politrik. Flagel mengakibatkan bakteri dapat bergerak berputar. Penyusun flagel adalah sub unit protein yang disebut flagelin, yang mempunyai berat molekul rendah. Ukuran flagel berdiameter 12-18 nm dan panjangnya lebih dari 20 nm. Pada beberapa bakteri, permukaan selnya dikelilingi oleh puluhan sampai ratusan pili, dengan panjang 12 nm. Pili disebut juga sebagai fimbrae. Sex-pili berperan pada konjugasi sel. Pada bakteri Escherichia coli strain K-12 hanya dijumpai 2 buah pili.

5. Kapsul dan Lendir

Beberapa bakteri mengakumulasi senyawa-senyawa yang kaya akan air, sehingga membentuk suatu lapisan di permukaan luar selnya yang disebut sebagai kapsul atau selubung berlendir. Fungsinya untuk kehidupan bakteri tidak begitu esensial, namun menyebabkan timbulnya sifat virulen terhadap inangnya. Keberadaan kapsul mudah diketahui dengan metode pengecatan negatif menggunakan tinta cina atau nigrosin. Kapsul akan tampak transparan diantara latar belakang yang gelap. Pada umumnya penyusun utama kapsul adalah polisakarida yang terdiri atas glukosa, gula amino, rhamnosa, serta asam organik seperti asam piruvat dan asam asetat. Ada pula yang mengandung peptida, seperti kapsul pada bakteri Bacillus sp. Lendir merupakan kapsul yang lebih encer. Adakalanya kapsul bakteri dapat dipisahkan dengan metode penggojokan kemudian diekstrak untuk menghasilkan lendir.

Selain melalui struktur sel, dapat juga kita juga dapat mengidentifikasi bakteri berdasarkan sifat kimiawi melalui proses pewarnaan. Zat warna adalah senyawa kimia berupa garam-garam yang salah satu ionnya berwarna. Garam terdiri dari ion bermuatan positif dan ion bermuatan negatif. Senyawa-senyawa kimia ini berguna untuk membedakan bakteri-bakteri karena reaksinya dengan sel bakeri akan memberikan warna berbeda. Perbedaan inilah yang digunakan sebagai dasar pewarnaan bakteri. Sel-sel warna dapat dibagi menjadi dua golongan yaitu asam dan basa. Jika warna terletak pada muatan positif dari zat warna, maka disebut zat warna basa. Jika warna terdapat pada ion negatif, maka disebut zat warna asam. Contoh zat warna basa adalah methylen blue, safranin, netral red, dan lain-lain. Sedangkan anionnya pada umumnya adalah Cl-, SO4 -, CH3COO-, COOHCOO. Zat warna asam umumnya mempunyai sifat dapat bersenyawa lebih cepat dengan bagian sitoplasma sel sedangkan zat warna basa mudah bereaksi dengan bagianbagian inti sel. Pewarnaan bakteri dipengaruhi oleh faktor-faktor seperti : fiksasi, peluntur warna, substrat, intensifikasi pewarnaan dan penggunaan zat warna penutup. Pada bakteri gram positif menunjukkan warna biru ungu dan bakteri gram negatif berwarna merah.

Dalam pewarnaan gram diperlukan empat reagen yaitu :

  • Zat warna utama (violet kristal)
  • Mordan (larutan Iodin) yaitu senyawa yang digunakan untuk mengintensifkan warna utama.
  • Pencuci / peluntur zat warna (alcohol / aseton) yaitu solven organic yang digunakan uantuk melunturkan zat warna utama.
  • Zat warna kedua / cat penutup (safranin) digunakan untuk mewarnai kembali sel-sel yang telah kehilangan cat utama setelah perlakuan denga alcohol.

Ada lima macam proses pewarnaan yaitu sebagai berikut :

1. Pewarnaan negative

– Bakteri tidak diwarnai, tapi mewarnai latar belakang

– Ditujukan untuk bakteri yang sulit diwarnai, seperti spirochaeta

Cara pewarnaan negatif

Sediaan hapus → teteskan emersi → lihat dimikroskop

Pewarnaan negatif, metode ini bukan untuk mewarnai bakteri tetapi mewarnai latar belakangnya menjadi hitam gelap. Pada pewarnaan ini mikroorganisme kelihatan transparan (tembus pandang). Teknik ini berguna untuk menentukan morfologi dan ukuran sel. Pada pewarnaan ini olesan tidak mengalami pemanasan atau perlakuan yang keras dengan bahan-bahan kimia, maka terjadinya penyusutan dan salah satu bentuk agar kurang sehingga penentuan sel dapat diperoleh dengan lebih tepat. Metode ini menggunakan cat nigrosin atau tinta cina.

2. Pewarnaan sedehana

– Menggunakan satu macam zat warna (biru metilen/air fukhsin)

– Tujuan hanya untuk melihat bentuk sel

Pewarnaan sederhana, merupakan pewarna yang paling umum digunakan. Berbagai macam tipe morfologi bakteri (kokus, basil, spirilum, dan sebagainya) dapat dibedakan dengan menggunakan pewarna sederhana, yaitu mewarnai sel-sel bakteri hanya digunakan satu macam zat warna saja. Kebanyakan bakteri mudah bereaksi dengan pewarna-pewarna sederhana karena sitoplasmanya bersifat basofilik (suka akan basa) sedangkan zat-zat warna yang digunakan untuk pewarnaan sederhana umumnya bersifat alkalin (komponen kromoforiknya bermuatan positif).

3. Pewarnaan Tahan Asam

Pewarnaan ini dilakukan pada bakteri tahan asam dalam proses warna akibat Alkohol-asam, dan penggunaan pembalik warna pada tahap akhir dari proses  sehingga menghasilkan warna merah.

4. Pewarnaan structural/khusus

Untuk mewarnai struktur khusus/tertentu dari bakteri→ kapsul, spora, flagel dll

i)        Pewarnaan kapsul

Pewarnaan ini menggunakan larutan Kristal violet panas, lalu larutan tembaga sulfat sebagai pembilasan menghasilkan warna biru pucat pada kapsul, karena jika pembilasan dengan air dapat melarutkan kapsul. Garam tembaga juga memberi warna pada latar belakang. Yang berwana biru gelap.

ii)       Pewarnaan spora

Dinding spora relative tidak permeable, namun zat warna bias menembusnya dengan cara memanaskan preparat.

iii)     Pewarnaan flagel

Pewarnaan flagel dengan memberi suspense koloid garam asam tanat yang tidak stabil, sehingga terbentuk presipitat tebal pada dinding sel dan flagel.

iv)     Pewarnaan nucleoid

Pewarnaan nucleoid menggunakan pewarna fuelgen yang khusus untuk DNA.

5. Pewarnaan diferensial

– menggunakan lebih dari satu macam zat warna

– Tujuan untuk membedakan antar bakteri

– Contoh: Pewarnaan Gram, Pewarnaan Bakteri Tahan Asam

Tujuan dari pewarnaan adalah untuk memudahkan melihat bakteri dengan mikroskop, memperjelas ukuran dan bentuk bakteri, untuk melihat struktur luar dan struktur dalam bakteri seperti dinding sel dan vakuola, menghasilkan sifat-sifat fisik dan kimia yang khas daripada bakteri dengan zat warna, serta meningkatkan kontras mikroorganisme dengan sekitarnya.

Pewarnaan Gram atau metode Gram adalah suatu metode untuk membedakan spesies bakteri menjadi dua kelompok besar, yakni gram-positif dan gram-negatif, berdasarkan sifat kimia dan fisik dinding sel mereka. Metode ini diberi nama berdasarkan penemunya, ilmuwan Denmark Hans Christian Gram (1853–1938) yang mengembangkan teknik ini pada tahun 1884 untuk membedakan antara pneumokokus dan bakteri Klebsiella pneumoniae.

Bakteri Gram-negatif adalah bakteri yang tidak mempertahankan zat warna metil ungu pada metode pewarnaan Gram. Bakteri gram-positif akan mempertahankan zat warna metil ungu gelap setelah dicuci dengan alkohol, sementara bakteri gram-negatif tidak. Pada uji pewarnaan Gram, suatu pewarna penimbal (counterstain) ditambahkan setelah metil ungu, yang membuat semua bakteri gram-negatif menjadi berwarna merah atau merah muda. Pengujian ini berguna untuk mengklasifikasikan kedua tipe bakteri ini berdasarkan perbedaan struktur dinding sel mereka.

BAB III

KESIMPULAN

E     Salah satu cara untuk mengidentifikasi mikroba adalah dengan sifat kimiawinya.

E     Sifat kimiawi tersebut dapat ditemukan pada struktur sel bakteri apabila diberi perlakuan kimiawi

E     Sifat kimiawi tersebut dapat kita lihat perbedaannya pada membran sel, dinding sel, flagel dan pili serta kapsul dan lender

E     Selain melalui struktur sel, dapat juga melihat sifat kimiawi dari bakteri dengan proses pewarnaan. Ada lima metode yang dapat digunakan dalam proses pewarnaan, yaitu : pengecatan sederhana, pengecatan negatif, pengecatan diferensial dan pengecatan khusus, dan pengecatan tahan asam.

DAFTAR PUSTAKA

M   http://rudyregobiz.wordpress.com/bakteri-gram-dan-pewarnaannya-2/

M   http://firmangalung07.blogspot.com/2009/08/teknik-pewarnaan-mikroorganisme.html