Cyanobacteria: Pengertian, Ciri, Struktur, Reproduksi dan Peranan dalam Kehidupan

Daftar Materi Biologi

• 1. Hakekat Biologi
• 2. Virus
• 3. Kingdom Monera
• 4. Kingdom Protista
• 5. Kingdom Fungi

Advertisement

Baca Juga:

Kelompok organisme prokariotik dalam sistem klasifikasi menurut Copeland dan Whittaker disatukan dalam Kingdom Monera. Namun, sistem klasifikasi terbaru yang diusulkan oleh ahli mikrobiologi dari Amerika bernama Carl Woese pada tahun 1977 dan 1990, Monera dipisahkan menjadi dua kelompok berdasarkan perbedaan struktur dinding sel dan fisiologinya yaitu Archaebacteria dan Eubacteria.

Archaebacteria meliputi kelompok mikroorganisme yang hidup di lingkungan ekstrim. Sedangkan Eubacteria ini meliputi kelompok bakteri dan Cyanobacteria (bakteri fotosintetik, dulu disebut gangang hijau biru). Karena Archaebacteria dan bakteri sudah pernah dibahas sebelumnya, maka artikel kali ini akan membahas semua hal yang berkaitan dengan Cyanobacteria yang meliputi definisi, ciri-ciri, bentuk dan ukuran, struktur, reproduksi dan peranannya bagi kehidupan manusia.

Pengertian Cyanobacteria

Kata “cyanobacteria” berasal dari bahasa Yunani yaitu kynos yang artinya biru dan bacterion yang artinya batang kecil. Cyanobacteria merupakan kelompok bakteri yang mempunyai klorofil di dalam sitoplasmanya sehingga dapat melakukan fotosintesis. Dahulu, Cyanobacteria dikenal dengan nama ganggang hijau-biru (blue-green algae) serta dimasukkan dalam kelompok alga eukariotik.

Akan tetapi, belakangan ini diketahui bahwa alga hijau-biru ini termasuk prokariotik. Oleh karena itulah, ganggang hijau-biru sekarang disebut Cyanobacteria dan dikelompokkan ke dalam Eubacteria. Cyanobacteria dapat ditemukan hampir di semua tempat yang lembab seperti tanah yang lembab, perakaran tanaman dan hampir di semua lingkungan perairan, dari mata air panas sampai ke danau beku di Antartika.

Namun demikian, Cyanobacteria tidak ditemukan pada lingkungan perairan asam seperti pada kelompok Archaebacteria. Kajian evolusi menyatakan bahwa Cyanobacteria ini sudah menghuni planet bumi sejak 3 milyar tahun yang lalu dan sebagian sudah menjadi stromatolit (fosil batu yang dibentuk oleh bakteri yang ditemukan di batu kapur dan merupakan fosil tertua yang pernah ada).

Stromatolit: Di perairan tropis dangkal Cyanobacteria dapat membentuk gundukan menyerupai batu yang disebut stomatolit. Fosil stromatolit ditemukan dalam bentuk membatu yang telah berumur lebih dari 3 miliar tahun, yaitu terbentuk pada masa Precambrian. Diperkirakan pada zaman dahulu Cyanobacteria berperan dalam mengubah atmosfer purba yang kaya karbon dioksida menjadi atmosfer dengan komposisi kaya nitrogen dan oksigen serta miskin karbon dioksida seperti sekarang ini.

Ciri-Ciri Cyanobacteria

Ciri-ciri atau karakteristik Cyanobacteria menyerupai bakteri pada umumnya. Semua Cyanobacteria mengandung klorofil a seperti pada tumbuhan tingkat tinggi. Klorofil pada bakteri disebut bakterioklorofil. Selain klorofil a, Cyanobacteria mempunyai beberapa pigmen tambahan termasuk karotenoid. Warna biru pada Cyanobacteria disebabkan oleh pigmen biru atau fikosianin.

Beberapa jenis Cyanobacteria juga mempunyai pigmen merah atau fikoeritrin di dalam selnya. Klorofil dan pigmen-pigmen tambahan itu tidak terdapat dalam plastida, melainkan tersebar pada sistem membran sel. Dinding sel Cyanobacteria tidak mengandung selulosa, tetapi tersusun dari peptidoglikan seperti dinding sel bakteri. Jika dites dengan pewarna gram, dinding sel Cyanobacteria menunjukkan sifat sebagai gram negatif.

Cyanobacteria menyimpan cadangan makanan berupa polisakarida yang disebut sianofisin. Selain karbohidrat, Cyanobacteria juga menyimpan lemak dan protein. Sel-sel Cyanobacteria tidak mempunyai silia, flagela, maupun alat penggerak yang lain. Namun demikian beberapa Cyanobacteria yang berbentuk filamen dapat bergerak. Semua Cyanobacteria berukuran mikroskopis, namun sering tumbuh dalam kelompok yang besar sehingga panjangnya dapat mencapai lebih dari satu meter.

Cyanobacteria ada yang hidup uniseluler dan ada yang berkoloni. Contoh Cyanobacteria uniseluler adalah Croococcus dan Gloeocapsa dan Anacystis. Koloni Cyanobacteria dapat berbentuk seperti benang atau filamen, bercabang-cabang, atau tidak beraturan. Setiap sel dalam koloni bereproduksi dengan membelah. Sel baru yang dihasilkan dapat tetap berkoloni atau melepaskan diri dan membentuk koloni yang terpisah.

Pada Cyanobacteria yang berkoloni, sel satu dengan yang lain saling melekat pada dinding selnya tanpa ada hubungan sitoplasma. Jadi setiap sel dalam koloni tetap hidup secara mandiri. Contoh Cyanobacteria berkoloni adalah Polycistis Merismopedia, Nostoc, Mycrocystis dan Spirulina, sedangkan Cyanobacteria berbentuk filamen adalah Anabaena Oscillatoria, Microcoleus, Rivularia, dan Plectonema boryanum.

Ukuran dan Bentuk Tubuh Cyanobacteria

Sel pada Cyanobacteria berukuran mikro. Namun, jika sel-selnya membentuk koloni, ukuran koloninya bisa cukup besar sehingga dapat dilihat dengan mata telanjang. Ukuran sel Sianobakteri dapat bervariasi dengan diameter antara 0,5 sampai 1 μm dan panjang dapat mencapai 60 μm. Cyanobacteria yang mempunyai ukuran sel terbesar adalah Oscillatoria princeps. Organisme ini juga merupakan organisme prokariot terbesar.

Seperti yang telah dijelaskan sebelumnya, tubuh Cyanobacteria ada yang berbentuk filamen (benang), bulat soliter dan adapula yang berbentuk bulat berkoloni. Cyanobacteria yang berbentuk benang disebut juga trikoma, terdiri atas sel-sel yang tersusun seperti rantai. Pada trikoma terdapat beberapa sel dengan bentuk dan fungsi yang berbeda-beda, yaitu sebagai berikut.

■ Heterokista, adalah sel yang berukuran lebih besar dari sel-sel tubuh lainnya, berdinding tebal, dengan isi yang jernih dan mengandung enzim nitrogenase. Heterokista berfungsi untuk mengikat nitrogen.

■ Akinet, adalah sel yang berukuran lebih besar dari sel-sel tubuh lainnya, berfungsi menyimpan cadangan makanan, berdinding tebal, dan mengandung endospora. Sel ini berfungsi untuk mempertahankan diri pada kondisi lingkungan yang buruk.

■ Baeosit, adalah sel-sel vegetatif yang merupakan hasil reproduksi (pembelahan sel), berbentuk bulat, berukuran kecil, dan berklorofil. Sel ini berfungsi untuk fotosintesis.

Struktur Sel Cyanobacteria

Jika diwarnai dengan pewarnaan Gram, maka Cyanobacteria tergolong Gram negatif, sehingga struktur selnya mirip dengan sel bakteri Gram negatif yang memiliki ciri utama yaitu dinding sel mengandung lapisan peptidoglikan yang tipis. Struktur sel Cyanobacteria terdiri atas beberapa bagian, yaitu lapisan lendir, vakuola gas, fikobilisom, tilakoid, DNA, karboksisom, ribosom, cyanophycin (sianofisin) dan dinding sel.

■ Lapisan lendir, merupakan lapisan yang menyelimuti dinding sel. Lendir berfungsi membantu pergerakan meluncur (lokomosi) pada Cyanobacteria uniseluler, serta gerak bergetar atau maju mundur (osilasi) pada Cyanobacteria yang berbentuk benang (filamen). Contohnya Oscillatoria sp.

■ Vakuola gas, berisi udara yang menyebabkan tubuh Cyanobacteria bisa mengapung di permukaan air, sehingga mendapatkan cahaya matahari untuk berfotosintesis.

■ Fikobilisom, merupakan lapisan yang berisi klorofil tipe a dan pigmen warna seperti fikoeritin (merah) dan fikosianin (biru).

■ Tilakoid, merupakan pelipatan membran plasma ke arah dalam sitoplasma yang berfungsi untuk berfotosintesis.

■ DNA, merupakan materi genetik dari sel Cyanobateria, terdapat di lokasi tertentu serta tidak dikelilingi membran.

■ Karboksisom, merupakan organel sel berbentuk polihedral yang berisi enzim utama untuk proses fotosintesis yaitu enzim rubisco (ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase).

■ Ribosom, merupakan organel kecil yang berfungsi untuk sintesis protein.

■ Cyanophycin, merupakan polipeptida yang diproduksi oleh ribosom dan terlibat dalam metabolisme nitrogen.

■ Dinding sel, mengandung lapisan peptidoglikan yang tipis dan berfungsi untuk memberikan bentuk tetap pada ganggang dan melindungi isi sel.

Cara Reproduksi Cyanobacteria

Sama halnya dengan bakteri, Cyanobacteria juga bereproduksi secara vegetatif, yaitu dengan pembelahan biner, fragmentasi, dan pembentukan endospora.

■ Pembelahan biner dapat terjadi pada Cyanobacteria uniseluler maupun multiseluler yang berbentuk filamen (benang). Pada Cyanobacteria uniseluler, sel-sel hasil pembelahan ada yang langsung memisah, dan ada pula yang tetap bergabung sehingga membentuk koloni (misalnya Gloeocapsa). Sel-sel hasil pembelahan pada Cyanobacteria yang berbentuk filamen menyebabkan filamen menjadi bertambah panjang.

■ Fragmentasi adalah pemutusan sebagian tubuh organisme. Bagian tubuh yang terlepas akan tumbuh menjadi individu baru. Fragmentasi terjadi pada Cyanobacteria yang berbentuk filamen. Pemutusan bagian tubuh dapat terjadi di bagian-bagian tertentu pada sel-sel yang mati. Filamen hasil pemutusan disebut hormogonium. Hormogonium ini memiliki panjang filamen yang berbeda-beda, dan bila terlepas dan filamen induk maka akan tumbuh menjadi Cyanobacteria baru. Contoh Cyanobacteria yang mengalami fragmentasi antara lain Oscillatoria sp. dan Plectonema boryanum.

■ Pembentukan Endospora terjadi bila kondisi lingkungan kurang menguntungkan, misalnya pada kondisi kekeringan. Sel yang mengandung endospora ini disebut akinet. Akinet berasal dari sel vegetatif, berukuran lebih besar dari sel-sel tubuh lainnya karena mengandung cadangan makanan, dan berdinding tebal. Bila kondisi lingkungan membaik, maka endospora akan tumbuh menjadi Cyanobacteria baru, contohnya Nostoc sp.

Peranan Cyanobacteria dalam Kehidupan

Seperti telah disinggung pada penjelasan sebelumnya, Cyanobacteria dapat memfiksasi nitrogen. Enzim yang terdapat dalam tubuhnya mampu mengubah N2 dari udara menjadi senyawa nitrat yang digunakan tumbuhan sebagai sumber nitrogen. Salah satu Cyanobacteria, yaitu Anabaena azolae, dapat bersimbiosis dengan tumbuhan Azolla pinnata (paku air).

Azolla pinnata akan mendapat sumber nitrogen dari hasil fiksasi N2 oleh Anabaena, sedangkan kehidupan Anabaena ditunjang makanan yang dihasilkan oleh Azolla pinnata. Dengan demikian, karena simbiosis Anabaena dengan Azolla pinnata ini, tumbuhan tersebut dapat digunakan sebagai pupuk dalam bidang pertanian.

Cyanobacteria lain yang mampu mengikat nitrogen bebas adalah Nostoc, dan Gloeocapsa. Cyanobacteria dapat bersimbiosis dengan amoeba, protozoa berflagela, diatom, alga hijau tak berklorofil, Cyanobacteria yang lain, tumbuhan tingkat tinggi dan cendawan.

Cyanobacteria tertentu seperti Spirulina, saat ini banyak dikembangkan dalam produksi protein sel tunggal (PST) karena kandungan proteinnya yang tinggi. Protein sel tunggal ini merupakan protein yang diperoleh dari mikroorganisme dan sering disebut sebagai sumber protein masa depan.

PST lebih menguntungkan secara ekonomi karena sel mikroorganisme dapat berkembang biak dalam waktu yang cepat dan dalam jumlah yang sangat banyak. Hal ini berbeda jika dibandingkan dengan sel-sel pada tumbuhan atau hewan yang selama ini dipakai sebagai sumber protein.

Selain peran menguntungkan seperti contoh di atas, ada kelompok Cyanobacteria yang merugikan seperti Anabaena flosaquae dan Microcytis yang menyebabkan kematian makhluk hidup dalam air. Ganggang hijau-biru yang menempel pada tembok atau batu dapat menyebabkan pelapukan. Dan terakhir adalah Laut Merah yang mendapat julukan tersebut karena disebabkan oleh zat warna fikoeritrin pada Cyanobacteria.

Demikianlah artikel tentang pengertian, ciri-ciri, ukuran dan bentuk tubuh, struktur sel, cara reproduksi dan peranan Cyanobacteria (alga hijau-biru) beserta contohnya. Semoga dapat bermanfaat untuk Anda. apabila terdapat kesalahan dalam penulisan huruf, kata atau kalimat mohon dimaklumi. Terimakasih atas kunjungannya dan sampai jumpa di artikel berikutnya.