Kingdom Monera (Bakteri) - Materi Biologi Kelas 10 SLTA/SMA/MA

Setelah mempelajari makhluk mikroskopik bernama virus di Bab sebelumnya, kita beralih ke makhluk mikroskopik lainnya yaitu pada kerajaan Monera / kingdom monera. Monera adalah salah satu kelompok besar makhluk hidup mikroskopis bernama Bakteri dan Sianobakteri berdasarkan klasifikasi 5 kingdom oleh Robert H.B. Whittaker. Namun saat ini sistem 5 kingdom berkembang menjadi 7 kingdom, dan memisahkan kingdom monera menjadi beberapa kingdom baru salah satunya adalah kingdom Eubacteria dan kingdom Archaebacteria atau dikenal dengan Bakteri pada umumnya. Spesies dalam kingdom Eubacteria ini memiliki ukuran tak kasat mata sehingga diperlukan mikroskop untuk melihat dan mempelajarinya. Pada Bab ini juga akan dibahas kembali mengenai ciri-ciri kingdom Monera, kelompok Eubacteria, kelompok Archaebacteria serta peranannya dalam kehidupan manusia.

{tocify} $title={Daftar isi}

A. Ciri-Ciri Kingdom Monera

Kingdom Monera adalah sebutan untuk kelompok besar makhluk hidup berdasarkan klasifikasi 5 kingdom oleh Robert H.B. Whittaker pada tahun 1969. Monera berasal dari istilah Yunani (Greek) moneres yang berarti tunggal. Ciri-ciri kingdom monera adalah sebagai berikut:

Secara morfologi Monera hanya terdiri dari 1 sel (uniseluler).
Anggota utama kingdom Monera adalah Bakteri dan Archae.
Bakteri dan Archae dibedakan dengan kelompok makhluk hidup lainnya karena tidak mempunyai selaput membran inti sel (sel prokariot).
Mereka hanya memiliki nukleoid semacam cairan yang didalamnya terdapat materi genetik berupa DNA.
Tidak mempunyai organel mitokondria, plastida, lisosom, badan golgi, retikulum endoplasma. Namun beberapa spesies diketahui memiliki kloroplas untuk berfotosistesis.
Saat ini kingdom monera berubah menjadi domain besar yang bernama doman Archaea dan Eubacteria berdasarkan klasifikasi Carl Woose pada tahun 1977.
Archae dan Eubacteria dipisahkan berdasarkan perbedaan komposisi dinding sel dan RNA Ribosom.

B. Ciri-Ciri Eubacteria (Bakteri)

Eubacteria atau bakteri adalah makhluk hidup uniseluler / bersel tunggal yang hidup secara berkoloni.
Mempunyai ukuran sangat kecil antara 0,5 - 5 μm, namun ada yang mempunyai diameter 0,5 mm (Epulopiscium fishelsoni dan Thiomargaretai).
Struktur tubuhnya disusun oleh materi genetik berupa DNA sirkular, nukleoid, sitoplasma, membran plasma, ribosom, dinding sel, pili/bulu getar dan flagela sebagai alat gerak.
Bakteri dibedakan menjadi 2 kelompok besar yaitu bakteri Gram positif (+) dan Gram negatif (-), setelah ditemukan teknik pewarnaan Gram oleh Hans Christian Gram pada tahun 1884 yang dapat membedakan komposisi kimia penyusun dinding sel.
Bakteri mempunyai beragam bentuk morfologi yaitu bulat (coccus), batang (bacil), oval, dan spiral.

Berikut adalah tabel perbandingan ciri-ciri antara organisme prokariot (eubacteria/bakteri dan archae) dengan organisme eukariot.

C. Bentuk -Bentuk Bakteri

Bakteri mempunyai 3 bentuk dasar yang berupa bulat, batang dan spiral. Namun dalam suatu koloni, bakteri dapat bergabung dengan sel lainnya membentuk formasi unik. Formasi bakteri dinamai berdasarkan jumlah sel yang saling bergabung. Contohnya dapat dilihat pada gambar berikut:

1. Coccus = bakteri berbentuk bulat. Contoh: Nitrosococcus sp.

Monococcus = sel bakteri berbentuk bulat tunggal. Contoh: Chlamydia pneumonia
Diplococcus = 2 sel bakteri bulat yang saling bergabung menjadi satu. Contoh: Nisseria gonorrhoe
Tetracoccus = 4 sel bakteri bulat yang saling bergabung menjadi satu. Contoh: Micrococcus tetragenus
Sarkina = sel bakteri bulat yang berkelompok membentuk susunan kubus. Contoh= Thiosarcina rosea
Streptococcus = sel bakteri bentuk bulat yang saling bergabung membentuk mirip rantai panjang. Streptococcus mutans
Staphylococcus = sel bakteri bulat yang bergerombol membentuk mirip buah anggur. Contoh: Staphylococcus aureus

2. Bacillus = bakteri berbentuk batang panjang. Contoh: Bacillus subtilis

Monobacil = sel bakteri berbentuk batang tunggal. Contoh: Escherichia coli
Diplobacillus = 2 sel bakteri bentuk batang yang saling bergabung. Contoh: Moraxella lacunata
Streptobacillus = sel bakteri bentuk batang yang saling bergabung membentuk mirip rantai panjang. Contoh: Streptobacillus moniliformis

3. Spirilum = bakteri berbentuk spiral. Contoh: Rhodospirillus rubrum

D. Komponen Penyusun Tubuh Bakteri

Meskipun komponen tubuh bakteri cukup sederhana jika dibandingkan organisme eukariot, namun ternyata masing-masing komponen memiliki peran yang sangat komplek. Masing-masing komponen tubuh bakteri dapat dilihat pada gambar dibawah ini:

Sumber : Foto Google

1. Komponen Sel Bakteri

DNA = materi genetik yang berperan sebagai blue print kehidupan bakteri yang berbentuk sirkular. DNA berfungsi untuk menentukan sifat-sifat bakteri seperti sifat patogenitas, fertilitas dan kekebalan terhadap antibiotik.
Nukleoid = cairan kental yang didalamnya terdapat DNA bakteri.
Sitoplasma = cairan dalam sel bakteri yang berperan sebagai tempat berlangsungnya proses metabolisme.
Membran plasma = selaput tipis yang membatasi sitoplasma dengan dinding sel. Berperan untuk proses transport senyawa kimia.
Ribosom = berperan sebagai tempat sintesis protein (translasi).
Dinding sel = berfungsi untuk mempertahankan bentuk sel, perlindungan fisik dan menjaga sel agar tidak pecah dalam lingkungan hipotonis. Dinding sel terdiri dari lapisan lemak dan peptidoglikan yang berperan untuk melindungi komponen sel dan memberi bentuk sel. Konsentrasi peptidoglikan pada dinding sel yang membedakan bakteri menjadi kelompok Gram Positif dan Gram Negatif.
Kapsul (endospora) = kapsul bakteri disebut juga dengan istilah endospora, adalah bentuk perlindungan sel bakteri saat berada pada lingkungan kurang menguntungkan. Tidak semua bakteri mampu mengahsilkan kapsul.
Pili/bulu getar = semacam rambut dipermuakaan dinding sel yang berperan untuk menempel pada permukaan benda dan sebagai alat reproduksi seksual.
Flagela = bentuknya mirip cambuk panjang yang berperan sebagai alat gerak. Berdasarkan jumlah dan posisinya, flagela dibedakan menjadi beberapa tipe yaitu tipe Monotrik, Amfitrik, Lofotrik dan Peritrik. Selengkapnya dapat disimak pada materi tipe-tipe flagela pada bakteri.

2. Tipe-Tipe Flagela Bakteri

Atrik = sel bakteri yang tidak memiliki flagela
Monotrik = sel bakteri yang hanya memiliki satu flagel
Lofotrik = sel bakteri yang memiliki banyak flagela di salah satu sisi
Amfitrik = sel bakteri yang memiliki flagela di kedua ujungnya
Peritrik = sel bakteri yang memiliki flagela di seluruh permukaan dinding sel

3. Perbedaan Bakteri Gram Positif dan Gram Negatif

Pengelompokan bakteri menjadi Gram positif dan Gram negatif berdasarkan komponen dinding sel bakteri. Pengelompokan ini didasarkan pada penemuan teknik pewarnaan Gram yang ditemukan oleh seorang ahli mikrobiologi Denmark yang bernama Hans Christian Gram saat mengamati perbedaan bakteri Pneumococcus dan Klebsiella pneumoniae.

Bakteri Gram positif mempunyai komposisi peptidoglikan yang tinggi pada dinding selnya, sehingga akan menyerap warna violet/ungu saat diwarnai. Contoh bakterinya adalah Actinomycetes, Bacillus, dan Staphylococcus.

Bakteri Gram negatif mempunyai komposisi peptidoglikan yang rendah pada dinding selnya, sehingga hanya menyerap warna merah saat diberi pewarnaan. Contoh bakterinya adalah Rhizobium, Pseudomonas dan Salmonella.

E. Cara Hidup dan Reproduksi Bakteri

1. Cara Hidup Bakteri

Bakteri agar dapat hidup dan berkembang biak, bakteri memerlukan makan untuk metabolisme. berdasarkan cara memperoleh makanannya, bakteri dibedakan menjadi 2 mekanisme yaitu Autotrof dan Heterotrof.

a. Bakteri Autotrof

Bakteri autotrof adalah bakteri yang mampu menghasilkan makanan sendiri dari senyawa anorganik. Caranya adalah dengan melakukan fotosintesistesis dengan bantuan energi matahari, sehingga disebut bakteri Fotoautotrof. Kemudian ada cara menghasilkan makanan dengan bantuan energi kimia dari hasil oksidasi senyawa organik, sehingga disebut bakteri Kemoatotrof.

b. Bakteri Heterotrof

Bakteri heterotrof adalah bakteri yang tidak mampu membuat makanan sendiri dan hanya mengambil senyawa organik dari organisme lain. Bakteri heterotrof biasanya hidup secara saprofit (pengurai), parasit (penyakit), dan simbiot (mutualisme).

Dalam menghasilkan energi, bakteri merombak sumber makanan melalui proses respirasi. Respirasi bakteri dapat dibagi menjadi 2 berdasarkan kebutuhan Oksigen, yaitu tipe aerob yang membutuhkan oksigen dan tipe anaerob yang tidak membutuhkan oksigen. Bakteri tipe anaerob juga dibagi menjadi 2 lagi yaitu tipe anaerob obligat yang tidak membutuhkan oksigen sama sekali, dan tipe anaerob fakultatif yang dapat hidup dengan baik jika ada atau tidak ada oksigen.

2. Cara Reproduksi Bakteri

Bakteri bereproduksi melalui 2 mekanisme, yaitu secara seksual dan aseksual.

1. Secara Seksual

a. Konjugasi

Konjugasi adalah istilah yang digunakan pada saat bakteri melakukan transfer materi genetik dari satu sel ke sel lainnya menggunakan jembatan konjugasi yang disebut Fili (Phili). Materi genetik yang saling bergabung akan menghasilkan bakteri mutan yang membantu proses adaptasi terhadap lingkungan.

Gambar konjugasi bakteri E.coli

Sumber : ebook Campbell edisi 11

Gambar mekanisme konjugasi dan rekombinasi materi genetik bakteri

Sumber : foto Google

b. Transduksi

Transduksi adalah rekombinasi antar 2 sel bakteri yang diperantarai oleh virus faga.

Mekanisme Transduksi Bakteri

c. Transformasi

Transformasi adalah rekombinasi gen yang terjadi melalui pengambilan langsung sebagian materi gen dari bakteri lain.

Mekanisme Transformasi Bakteri

2. Secara Aseksual

Secara umum bakteri menggandakan dirinya/reproduksi dengan membelah diri. Disebut juga dengan istilah pembelahan biner. Pada kondisi optimal, satu sel bakteri dapat menggandakan dirinya menjadi 2 sel hanya dengan membutuhkan waktu kurang dari 20 menit. Kemampuan ini yang menjaga bakteri tetap eksis di lingkungan.

Gambar pembelahan biner bakteri

Sumber : Foto Google

F. Klasifikasi Bakteri

Dalam buku Campbell edisi ke 11 bakteri diklasifikasikan menjadi 5 kelompok utama, antara lain:

1. Proteobacteria

Kelompok bakteri Gram negatif termasuk kelompok fotoautotrof, kemoautotrof dan heterotrof.
Metabolisme kebanyakan aerob, hanya beberapa yang anaerob.
Memliliki 5 anggota subgroup yaitu Alpha Proteobacteria, Gamma Proteobacteria, Beta Proteobacteria, Delta Proteobacteria dan Epsilon Proteobacteria.

2. Clamydias

Bakteri Gram negatif yang menjadi parasit/penyakit pada hewan dan manusia.
Contoh = Clamydian trachomatis.

3. Spirochetes

Memiliki bentuk sel heliks (berlekuk).
Bersifat kemoheterotrof (metabolisme kimia)
Contoh = Treponema pallidum sebagai penyebab penyakit Sifilis.

4. Cyanobacteria

Dikenal dengan nama ganggang hijau-biru (blue-green algae).
Mempunyai tipe sel Prokariot.
Ada yang uniseluler dan multiseluler.
Memiliki klorofil dan berpigmen biru (fikosianin) dan pigmen merah (fikoeritrin).
Contoh = Nostoc, Anabaena, Chlorococcus dan Oscillatoria.

5. Bakteri Gram Positif

Memperoleh energi dengan fotosintesis dan kemoheterotrof.
Dapat membentuk endospora.
Contoh = Bacillus dan Clostridium.

G. Peran Bakteri dalam Kehidupan Manusia

Bakteri memiliki peran menguntungkan dan merugikan bagi manusia.

1. Sifat menguntungkan bakteri bagi manusia

Dekomposer alami bahan organik yang telah mati (hewan/tumbuhan).
Menyuburkan tanah.
Memberi nutrisi bagi tanaman dengan membentuk simbion.
Kunci utama siklus Biogeokimia (siklus nitrogen, sulfur, fosfor, oksigen, karbondioksida).
Penghasil produk makanan = Youghurt, keju, arak, tapai dll.
Penghasil produk farmasi = Antibiotik, Protein Sel Tunggal, Antioksidan dll.

2. Sifat merugikan bakteri

Bakteri juga sebagai agensia penyebab peyakit pada manusia.

TBC = Mycobacterium tuberculosis
Sifilis = Treponema pallidum
Tifus = Salmonella thypi dan Rickettsia thypi
Tetanus = Clostridium tetani
Antraks = Bacillus anthracis

H. Archaebacteria

Archaebacteria adalah kelompok organisme yang berhabitat di tempat dengan kondisi ekstrim. Sseperti tambang, sumber air panas, danau mati, dan laut mati. Archaebacteria dikelompokkan menjadi 3 kelompok utama, yaitu Metanogen, Halofil dan Termofil.

1. Metanogen

Memiliki sifat anaerobik dan kemosintetik.
Memperoleh energi dengan mereduksi CO2 dengan bantuan H2 menjadi gas metana CH4.
Berhabitat di dasar danau yang miskin O2.
Berperan dalam pembusukan sampah organik dan kotoran hewan.
Gas metana yang dihasilkan dapat dimanfaatkan sebagai bahan bakar alternatif untu keperluan memasak (Biogas).

2. Halofil

Halo artinya garam dan Fil dari kata Filik berarti suka. Adalah kelompok Archaebacteria yang berhabitat di lingkungan berkadar garam tinggi (10x dari kadar garam di laut normal). Beberapa spesies memliliki pigmen klorofil untuk fotosintesis.

3. Thermofil

Sesuai dengan namanya yaitu thermo yang berarti panas dan Filik yang berarti suka. Adalah kelompok Archaebacteria yang berhabitat di lingkungan bertemperatur tinggi antara 60 - 80 °C, dan bahkan ada yang mampu hidup pada suhu diatas 100 °C.

I. Cyanobacteria

Cyanobacteria adalah kelompok ganggang biru yang berwarna hijau kebiruan. Cyanobacteria disebut juga bakteri yang berfotosintesis karena memiliki klorofil. Walaupun struktur tubuhnya mirip dengan ganggang pada umumnya, tetapi cyanobacteria mempunyai jenis sel prokariot.

1. Ciri-Ciri Cyanobacteria

Struktur tubuh bersifat uniseluler dan multiseluler.
Bentuk tubuh bulat (uniseluler) dan seperti filamen (multiseluler).
Ukuran tubuh berkisar antara 1 - 60 μm.
Tubuh multiseluler terdiri dari 3 jenis sel, yaitu Heterosista: sel yang berfungsi untuk mengikat nitrogen, Akinet: sel yang berfungsi untuk menyimpan cadangan makanan, dan Baeosit: sel yang berfungsi untuk fotosintesis.
Dinding sel juga mengandung lapisan peptidoglikan tipis.
Mempunyai struktur sel lain sama seperti yang dimiliki bakteri.

Struktur Sel Cyanobacteria

2. Cara Hidup dan Habitat Cyanobacteria

Cyanobacteria adalah organisme fotoautotrof yang mampu berfotosintesis untuk menghasilkan manakannya sendiri. Senyawa yang diasimilasi adalah berupa karbondioksida, amonia, nitrit, nitrat dan ion organik. Cyanobacteria dapat hidup di air laut, air tawar, rawa, sawah, kolam, air got, tanah, tembok, dan menempel pada tumbuhan lain.

3. Cara Reproduksi Cyanobacteria

Cyanobacteria bereproduksi secara aseksual, yaitu dengan pembelahan biner, fragmentasi, dan pembentukan endospora.

4. Spesies Cyanobacteria dan Peranannya

Anabaena azollae = bersimbiosis dengan paku air (Azolla pinnata) yang bermanfaat untuk menyuburkan tanah.
Nostoc commune = bersimbiosis dengan lumut tanduk (Anthoceros) yang membantu menyuburkan tanah.
Gloeocapsa sp. = menyebabkan batu menjadi licin.
Rivularia sp. = menyebabkan blooming di permukaan air.
Polycystis sp. = menutupi permukaan air kolam, sehingga tampak biru keabuan.

Contoh Cyanobacteria

J. Sumber & Referensi

Irnaningtyas. 2013. Biologi untuk SMA/MA Kelas XI. Penerbit Erlangga, Jakarta.
P. Ferdinan, F. dan Ariebowo, M. 2008. Praktis Belajar Biologi SMA Kelas X - KTSP 2006. Buku Sekolah Elektronik (BSE), ISBN: 9789790688230.
Urry, L.A., et al. 2017. Bilogy Campbell 11th Edition. Pearson Education Inc., USA.

Blog Masiki