8ub pokok bahasanHabitat dan ekosistim bakteriPopulasi dan komunitas bakteri pada lingkungan normal dan ekstrimnteraksi bakteri dengan lingkunganEKOLOGBAKTEROleh: Noverita { 1April 2011EkoIogi (bhs yunani; oikos & Iogos) lmu yang mengeksplorasi hub. Antar organismedan lingkungan (biotik dan abiotik)Ekologi bakteriilmu khusus menkaji hub. Bakteridengan lingkungan (biotik dan abiotik)Terminologi ekologi mikroba mulai banyak digunakansejak awal tahun 1960-an30 tahun kemudian sampai sekarang ekologimikroba semakin berkembang seiringmeningkatnya perhatian masyarakat terhadaplingkunganikroba (bakteri) menduduki posisi kunci diaIammenjaga keberadaan sumber daya alam dan energidlm ekosistim global melalui aktivitas metabolit. Berperan dalam transformasi bahan organik dananorganikmengatasi permasalahan lingkungan dan ekonomiContoh; mengatasi buangan limbah padat/cairmengatasi keterbatasan pupuk nitrogenpenambangan logampengendalian hayati hama dan penyakitproduksi makanan dan pakaianproduksi minyak bumi/energipemanfaatan limbahEkologi umum (makroekologi) dgn ekologi mikro. memiliki perbedaan dalam metodelogi;hIi makroekoIogi; mengunakan oservasi lap. dansurvei kualitatif u/ kajian keragaman hayati. Lab. hanya u/ analisa dan uji kimia.hIi ekoIogi mikrob.; hanya sedikit di lap. sepertimengoleksi sampel. Kerja yg sebenarnyadilakukan di lab. Mikrokosmos lebih disukai daripada di lap.- Alat yang canggih diperlukan sbg pengantioservasi visual- Kemajuan teknologi memungkinkan penelitianekologi pada lingkungan ektrimPerkembangan teknik molekuler membuka kemungkinan2 baru dalam mempelajari ekologi mikroba; Mengkaji keragaman komunitas mikroba melalui heterogenitas RNA dan DNAnya. Mengkaji keragaman komunitas melalui ektraksi DNA lansung Untuk mikroba yang unculturable dpt diamati dgn mengunakan teknik PCR dengan berbagai pelacak molekuler. Seperti domain archaea.abitat & Ekosistimabitat; tempat dimana terdapat organisme, faktor ling. ygmempeng. pertum. Aktivitas, interaksi dan kemampuan hiduporganismeKeberadaan mikroba/bakteri daIam suatu habitat;utoktonus ; indegenous pada habitat tertentu; mampu hidup, tumbuhmetabolisme; adaptifsecara fisiologi; kompatibel dengan ling.fisik &kimiakemampuan berkompetisiIoktonusasing/barutidak menduduki relung ekologi secara fungsional padaekosistimtersebutlama hidupnya bervariasipembentukan endospora terhindar dari predator dan tek. komposiEkosistimBakteriBakteri seperti halnya makhluk hidup lain dapatdipelajari melalui enam tingkatan yang berbeda. Tingkatan tersebut adalah ndividu, populasi, komunitas, ekosistem, bioma, dan biosfer.1. Individundividu merupakan organisme tunggal. Contohindividu adalah satu sel bakteri vibrio colera, satu selbakteri Salmonella typhymurim, dll. PopuIasi bakterisekelompok bakteri dari spesies yg sama, secarakolektif menempati ruang atau tempat tertentu dlmwaktu tertentu. Contoh; koloni Salmonella typhymurimaI-haI yg penting diperhatikan 1)Kerapatan populasi:jumlah individu/satuan ruang (luas) ataujumlah individu/volume (liter).2)Dinamika populasi:perubahan-perubahan kepadatan populasiFaktor-faktor penyebab perubahan populasi mikroba:Mikroba bereproduksiMikroba yang matiMikroba masukmikroba keluarIuktuasi KomunitasSuatu kesatuan hidup populasi-populasi mikroba disuatu wilayah/kawasan membentukkomunitas. Pada prinsipnya komunitas terbentuk dari berbagai hasil interaksi di antara populasi-populasai yang ada Komunitas mikroba di aIam dibagi daIam dua:1) komunitas akuatik (lautan, danau, sungai dan kolam) 2) komunitas terestrial (hutan, padang rumput, padang pasir, dll.). Dalam tingkatan komunitas ciri, sifat dan kemampuannya lebih tinggi dari populasi misalnya; dalam hal interaksi, sehingga akan terjadi interaksi antar populasi. ubungan antar popuIasi ini menggambarkankeadaan :Saling menguntungkan sehingga terwujud sutauhubungan timbal balik yg positif bagi kedua pihak(mutualisme). Atau sebaliknya,salah satu pihak dirugikan(parasitisme).Bila suatu komunitas sudah terbentuk, maka populasi-populasi yang ada haruslah hidup berdampingan ataubertetangga satu sama lainnya. Ekosistemsuatu sistem ekologi yang terbentuk oleh hubungantimbal balik antara makhluk hidup denganlingkungannya. PopuIasi dan komunitas bakteri pada IingkungannormaI dan ekstrimPertumbuhan bakteri dipengaruhi oleh berbagai faktor, dansetiap mikroba membutuhkan kondisi pertumbuhan yang berbeda. Kondisi lingkungan yang mendukung dapat memacupertumbuhan dan reproduksi bakteri. Faktor-faktor lingkungan yang berpengaruh terhadappertumbuhan dan reproduksi bakteri adalah;suhuKelembabanCahayaJika ketiga faktor ini berada dalam kondisi yang normal maka bakteri dapat tumbuh dengan baik. Namun jikafaktor-faktor pertumbuhan tersebut dalam kondisi yang tidak normal maka pertumbuhan bakteri pun akanterhambat. Hal inilah yang disebut sebagai keadaan atau kondisiekstrim yang dihadapi oleh berbagai mikroorganisme.$uhuBerdasarkan kisaran suhu aktivitasnya, bakteridibagi menjadi 3 golongan:1) Bakteri psikrofil, yaitu bakteri yang hidup padadaerah suhu antara 0 30C, dengan suhuoptimum 15C.2) Bakteri mesofil, yaitu bakteri yang hidup didaerah suhu antara 15 55C, dengan suhuoptimum 25 40C.3) Bakteri termofil, yaitu bakteri yang dapat hidup didaerah suhu tinggi antara 40 75C, dengansuhu optimum 50 - 65CPada tahun 1967 di Yellow stone park ditemukanbakteri yang hidup dalam sumber air panasbersuhu 93 500C.KeIembabanPada umumnya bakteri memerlukan kelembapan yang cukup tinggi, kira-kira 85%. Pengurangan kadar air dari protoplasma menyebabkan kegiatan metabolisme terhenti, misalnya pada proses pembekuan dan pengeringan.Cahaya sangat berpengaruh pada proses pertumbuhan bakteri. Umumnya cahaya merusak sel mikroorganisme yang tidak berberklorofil. Sinar ultravioletdapat menyebabkan terjadinya ionisasi komponen sel yang berakibat menghambat pertumbuhan atau menyebabkan kematian. Interaksi PopuIasi ikrobaSeperti organisme lain, bakteri juga berintegrasidengan bakteri lain sejenis/berbeda jenis bahkan dengan organisme lain yang lebih besar, dalam hal; bermetabolisme bergerak berperilaku dll.nteraksi ini terjadi karena bakteri mempunyai bahasa tersendiri yang memungkinkan mereka berinteraksi satu sama lain yang dinamakan 6uorum sensing. nteraksi pada bakteri terkait dengan senyawa yang dikeluarkan dari sel pada saat bermetabolisme.Senyawa inilah yang dijadikan sinyal oleh bakteri lain untuk berinteraksi dan mengambil keputusan bagaimana mereka beraktifitas di lingkungan tersebut. Senyawa tersebut dikenal dengan istilah autoinducer atau pheromone. Konsentrasi autoinducer akan bertambah ketika populasi bakteri semakin banyak, pertambahan konsentrasi autoinducer, pada ambang tertentu bisa membuat bakteri merubah ekspresi gen sehingga pada akhirnya merubah perilaku hidup bakteri tersebut. Perubahan pola hidup yang terjadi akibat sinyal dariautoinducer itu sangat beragam, yang dapatmembuat bakteri merubah aktifitas fisiologisnya, seperti; bersifat simbiosis kompetisi virulensi memproduksi antibiotik sporulasi pembentukan biofilm melakukan konjugasi perubahan tingkat motilitasProses interaksi ini sangat diperlukan oleh bakteriuntuk tetap bertahan hidup di lingkungannya.utoinducer bakteri Gram positif dan negatif berbeda. Bakteri Gram positif berupa senyawa oIigo peptidaBakteri Gram negatifacyIated homoserineIactonesBagi bakteri patogen, 6uorum sensing membahayakan sel / tubuh inangnya.Ketika populasi bakteri patogen berkembang sampai IeveI tertentu, konsentrasi autoinducer uga akan bertambah, sehingga merubah regulasi genetik bakteri patogen dari tahap Iaten menjadi sangat viruIen. Beberapa contoh 6uorum sensing 'ibrio harveyi (N-(3-hydroxy)-butanoyl-L-homoserine lactone) Photobacterium ('ibrio) fischeri (N-(3-oxo)-hexanoyl-L-homoserine lactone)!aeruginosa. bakteri Gram negative Opportunistic pathogenmembentuk formasi biofilmbioluminescens yang mengakibatkan fenomena kerlap-kerlip pada benur di malam hari.Vibrio fischeriber bioluminescensBentuk Bentuk Interaksi PopuIasi Bakteri 1. nteraksi positif atau kooperatif , terdiri atas:a) Mutualis atau simbiosis (_+ +) dua spesies yangberinteraksi memperoleh keuntungancontoh: coli dalam usus, Lactobacillus dalam usus b) Komensalisme (+ 0); salah satu spesies memperolehkeuntungan.contoh; $taphylococcus epidermidis pada kulit2. nteraksi tanpa dampak simbios.(0 0)(Netralisme). 3. nteraksi negatifa) Amensalisme (- 0); salah satu spesies memproduksi dan mengeluarkan sejenis bahan yang merugikan spesies kedua misalnya semacam antibiotik contoh; $treptococcus mutans patogen mulut, penyebab plak, gingivitis dan caries b) Predasi (pemangsaan) (- +); suatu spesies memakan spesies yang lainnya Misalnya protozoa dalam rumen .c) Kompetisi (persaingan) (- -); kedua spesies yang berinteraksi menderita (dirugikan)d) Parasitisme (+ -)Parasitisme (+ -)Parasitisme (+ -)PSimbiosis antara koloni semut pterostigma dentigerum dengan bakteri !seudonocardia sp. PBakteri menghasilkan senyawa antibiotik depsipeptida, dentigerumycin sebagai bentuk pertahanan bagi semut terhadap fungi parasit (scovopsis sp.)