Mikrobiologi : Pengertian – Kajian – Prinsip – Manfaatnya

Setelah ditemukannya mikroskop, ilmu pengetahuan tentang keragaman makhluk hidup menjadi semakin berkembang. Penemuan organisme yang selama ini tidak bisa dilihat dengan mata telanjang (mikroorganisme) dapat diketahui keberadaannya. Misalnya, saat diketahui bahwa minuman anggur merupakan proses yang melibatkan peran mikroorganisme yang disebut proses fermentasi. Pembusukan yang terjadi pada makanan bahkan penyakit-penyakit yang berbahaya juga disebabkan oleh mikroorganisme, contohnya saat Robert Koch melalui penelitiannya menemukan bahwa penyakit antraks yang dapat menular disebabkan oleh mikroorganisme.

Mikroorganisme merupakan bagian dari ilmu biologi, oleh karena itu untuk mengkajinya diperlukan studi khusus tentangnya yaitu mikrobiologi. Dalam materi kali ini akan dibahas tentang mikrobiologi meliputi pengertian, kajian/ruang lingkup, prinsip, dan manfaatnya.

Pengertian Mikrobiologi

Ditinjau dari struktur katanya, mikrobiologi terdiri dari kata micros yang berarti kecil dan bios yang berarti hidup. Mikrobiologi merupakan ilmu yang mempelajari organisme yang berukuran kecil yang tidak dapat dilihat penampakannya (morfologi) tanpa bantuan mikroskop. Lebih lanjut organisme tersebut diberi nama mikroorganisme.

Mikroorganisme dalam konteks mikrobiologi ini yaitu memiliki struktur kehidupan yang sangat sederhana seperti berupa sel tunggal, atau bisa juga terdiri dari beberapa sel (multiseluler), perkembangbiakannya meliputi pembelahan binner, tunas, ataupun spora. Ketika dalam bentuk koloni atau membentuk semacam lapisan (kumpulan dari banyak sel), mikroorganisme sebenarnya dapat dilihat dengan mata telanjang, seperti pertumbuhan jamur pembusuk pada buah tomat atau pada nasi basi dan terdapat semacam lapisan lendir pada minuman yang memiliki kandungan susu yang disebabkan bakteri pembusuk.

Mikroorganisme juga mengacu pada organisme berukuran kecil yang secara mudah dapat direkayasa pertumbuhannya skala laboratorium dengan teknik isolasi karena pada dasarnya sifatnya yang bisa hidup bebas sehingga sangat membutuhkan eksperimen dalam laboratorium untuk mempelajarinya.

Kajian Mikrobiologi

Tidak hanya kelompok makroskopis yang memiliki kajian yang luas, mikrobiologi juga memiliki kajian/cakupan pembahasannya. Secara umum kajian mikrobiologi mencakup 2 bidang besar yaitu:

• Mikrobiologi Dasar: Dalam kajiannya, mikrobiologi dasar membahas mengenai struktur dasar sampai proses biokimia yang terjadi pada mikroorganisme.
• Mikrobiologi Terapan: Dari kajian dasar tersebut, lahirlah berbagai kajian lainnya meliputi pemanfaatan mikroorganisme dari berbagai bidang seperti pertanian, perikanan, industri, lingkungan dan kedokteran.

Secara lebih khusus lagi, kajian mikrobiologi dapat dikelompokkan sebagai berikut berdasarkan cabang-cabang ilmunya:

1. Taksonomi

Mikroorganisme mempunyai tingkat keragaman yang cukup besar. Oleh karena itu diperlukan pengkajiannya masing-masing berdasarkan pengelompokkan. Kajiannya mencakup :

• Bakteriologi (ilmu yang  mempelajari tentang bakteri). Cakupan pembahasanya meliputi Archaebacteria yaitu golongan bakteri yang hidup pada habitat yang ekstrim dan eubacteria meliputi bakteri sejati pada umunya.
• Mikologi  (Ilmu yang mempelajari tentang jamur). Organisme eukariotik. Ada yang bersifat uniseluler seperti khamir dan ada yang bersifat multiseluler seperti pada kelompok jamur pada umumnya.
• Fikologi (Ilmu yang mempelajari tentang alga). Eukariotik. Organisme fotosintetik. Banyak ditemukan dalam habitat air.
• Protozoologi (Ilmu yang mempelajari tentang protozoa). Organisme eukariotik. uniseluler memiliki bentuk yang beragam
• Virologi (Ilmu yang mempelajari tentang virus). Non-seluler, sangat bergantung pada sel inang.

 2. Habitatnya

Mikroorganisme tersebar hampir di seluruh dunia, dari habitat yang biasa sampai yang paling ekstrim. Berdasarkan habitatnya, mikrobiologi mencakup:

• Mikrobiologi tanah. Tanah memiliki kelimpahan bahan-bahan organik dan anorganik  sehingga di tanah memiliki lebih banyak keragaman mikroorganismenya. Selain itu beberapa mikroorganisme berasosiasi dengan organisme lainnya, misalnya bakteri penambat nitrogen bersimbiosis dengan akar tanaman kacang.

• Mikrobiologi air.  Kebanyakan mikroorganisme yang habitatnya di air memiliki kemampuan mobilitas (pergerakan). Diantaranya ada yang dilengkapi dengan alat gerak seperti flagel dan juga vakuola gas yang berfungsi membantu untuk mengapung.
• Mikrobiologi rumen. Mikroorganisme berperan penting dalam proses pencernaan makhluk hidup contohnya yang terdapat pada rumen hewan pemamah biak.  Berbagai macam zat kompleks yang harus dicerna sehingga semakin banyak mikroorganisme yang terlibat di dalamnya, misalnya mikroorganisme yang dapat mencerna protein, amilum, atau selulosa dan lain sebagainya.

3. Hubungannya dengan Ilmu Lain

Mikrobiologi tidak dapat berdiri sendiri. Diperlukan perpaduan antara mikrobiologi dan ilmu lain baik dari ilmu biologi itu sendiri ataupun dengan ilmu terapan lainnya agar pembahasannya lebih terarah. Kajiannya mencakup:

• Fisiologi mikrooganisme
• Genetika mikroorganisme
• Ekologi mikroorganisme
• Mikrobiologi kedokteran
• Mikrobiologi industri
• Mikrobiologi pangan

Prinsip Mikrobiologi

Berdasarkan kajian/konsep mikrobiologi di atas, dapat dijabarkan menjadi prinsip mikrobiologi sebagai berikut:

• Mikroorganisme berupa sel tunggal (paling sederhana) atau beberapa sel (multiseluler).
• Memiliki ukuran sel yang beragam dari ukuran yang paling terkecil seperti:
  • Virus: 28 – 200 nm
  • Bakteri: 0.5 – 1.0 x 2.0 – 5.0 μm
  • Khamir: 10 – 20 μm
  • Sedangkan protozoa bisa mencapai 50 μm – 1 mm
• Termasuk ke dalam beberapa kingdom, mencakup kelompok:
  • Prokariotik: monera (Archabacteria/Eubacteria)
  • Eukariotik: protozoa, alga, khamir. Golongan mikroorganisme non seluler seperti virus juga termasuk walaupun memiliki kajian khususnya.

• Ditemukan diberbagai habitat, tanah, udara, air, bahkan habitat ekstrim seperti laut dalam, lumpur, kutub, dan daerah termal (panas). Selain itu, mikroorganisme juga dapat ditemukan berasosiasi dengan makhluk hidup makroskopis, seperti mikroorganisme yang terdapat di saluran pencernaan manusia.
• Pertumbuhan dan metabolisme. Pertumbuhan mikroorganisme berkaitan erat dengan metabolismenya yang unik. Pada umumnya mikroorganisme ada yang bersifat aerobik (membutuhkan oksigen) dan anaerobik (tidak membutuhkan oksigen).  Beberapa mikroorganisme memiliki kemampuan fotosintesis (autotrof) karena memiliki kandungan klorofil seperti dari golongan tumbuhan lainnya. Selain itu, mikroorganisme dapat mentransformasi (merubah) suatu zat menjadi zat lain misalnya dalam proses fermentasi yang tidak hanya berguna bagi pertumbuhannya namun dapat berdampak bagi lingkungan.
• Struktur yang sederhana dari sel mikroorganisme dan sifatnya mudah diteliti dalam laboratorium dijadikan untuk tujuan rekayasa secara genetik (dapat mewakili sel organisme makroskopis).

Manfaat Mikrobiologi

Mikrobiologi memberikan dampak yang luar biasa terhadap perkembangan ilmu pengetahuan. Berikut ini manfaat mikrobiologi:

• Mikrobiologi mengungkap rahasia mengenai organisme mikroskopis yang selama ini belum diketahui keberadaannya sehingga menambah keragaman organisme di dunia.
• Mikrobiologi membuka peluang bagi ilmu pengetahuan lainnya untuk berkontribusi mengkaji dan mengembangkan mikroorganisme untuk dimanfaatkan dalam kehidupan manusia. Misalnya, dalam bidang pertanian ditemukan bakteri penambat nitrogen dan bidang kedokteran ditemukannya antibiotik.

Demikian penjelasan mengenai Mikrobiologi. Semoga bermanfaat.