Sejarah Penemuan Mikroba 4r6b33

SEJARAH PENEMUAN MIKROBA Mikrobiologi didefenisikan sebagai ilmu yang mempelajari tentang organisme mikroskopis. Mikrobiologi berasal dari bahasa Yunani, mikros=kecil, bios=hidup dan logos=ilmu. Ilmuwan menyimpulkan bahwa mikroorganisme muncul kurang lebih 4 juta tahun yang lalu dari senyawa organik kompleks di lautan, atau mungkin dari gumpalan awan yang sangat besar yang mengelilingi bumi. Sebagai makhluk hidup pertama di bumi, mikroorganisme diduga merupakan nenek moyang dari semua makhluk hidup. Awal mula munculnya ilmu mikrobiologi pada pertengahan abad 19 pada waktu ilmuwan telah membuktikan bahwa mikroorganisme berasal dari mikroorganisme sebelumnya bukan dari tanaman ataupun hewan yang membusuk. Selanjutnya ilmuwan menunjukkan bahwa mikroorganisme bukan berasal dari proses fermentasi tetapi merupakan penyebab proses fermentasi buah anggur menjadi anggur dapat berubah. Ilmuwan juga menemukan bahwa mikroba tertentu menyebabkan penyakit tertentu. Pengetahuan ini merupakan awal pengenalan dan pemahaman akan pentingnya mikroorganisme bagi kesehatan dan kesejahteraan manusia. Selama awal abad 20 ahli mikrobiologi telah meneliti bahwa mikroorganisme mampu menyebabkan berbagai macam perubahan kimia baik melalui penguraian maupun sintesis senyawa organik yang baru. Hal inilah yang disebut dengan ‘biochemical

diversity’

atau

keanekaragaman

biokimia

yang

menjadi

ciri

khas

mikroorganisme. Disamping itu, yang penting lainnya adalah bahwa mekanisma perubahan kimia oleh mikroorganisme sangat mirip dengan yang terjadi pada organisme tingkat tinggi. Konsep ini dikenal dengan ‘unity in biochemistry’ yang artinya bahwa proses biokimia pada mikroorganisme adalah sama dengan proses biokimia pada semua makhluk hidup termasuk manusia. Bukti yang lebih baru menunjukan bahwa informasi genetik pada semua organisme dari mikroba hingga manusia adalah DNA. Karena sifatnya yang sederhana dan perkembangbiakan yang sangat cepat serta adanya berbagai variasi metabilma, maka mikroba digunakan sebagai model penelitian di bidang genetika. Saat ini mikroorganisme diteliti secara intensif untuk mengetahui dasar fenomena biologi. Mikroorganisme juga muncul sebagai sumber produk dan proses yang menguntungkan masyarakat, misalnya: alkohol yang dihasilkan melalui proses fermentasi dapat digunakan sebagai sumber energi (gasohol). Strain-strain baru dari mikroorganisme yang dihasilkan melalui proses rekayasa genetika dapat menghasilkan bahan yang penting bagi kesehatan manusia seperti insulin. Sebelumnya hanya insulin yang diekstrak dari

pankreas lembu yang dapat menerimanya. Sekarang, insulin manusia dapat diproduksi dalam jumlah yang tak terhingga oleh bakteri yang telah direkayasa. Mikroorganisme juga mempunyai potensi yang cukup besar untuk ihkan lingkungan, misal: dari tumpikan minyak di lautan atau dari herbisida dan insektisida di bidang pertanian. Hal ini dikarenakan mikroorganisme mempunyai kemampuan untuk mendekomposisi

atau

menguraikan

senyawa

kompleks.

Beberapa

mikroorganisme

diantaranya bersifat patogen bagi manusia, hewan maupun tumbuhan. Beberapa yang lainnya dapat menyebabkan lapuknya kayu dan besi. Tetapi banyak diantaranya berperan penting dalam

lingkungan

sebagai

dekomposer.

Beberapa

diantaranya

digunakan

dalam

menghasilkan (manufacture) substansi yang penting di bidang kesehatan maupun industri makanan. 1. PENEMUAN ANIMALCULUS Awal terungkapnya dunia mikroba adalah dengan ditemukannya mikroskop oleh Antony van Leeuwenhoek (1632 – 1723). Mikroskop temuan tersebut masih sangat sederhana, dilengkapi satu lensa dengan jarak fokus yang sangat pendek, tetapi dapat menghasilkan bayangan jelas yang perbesarannya antara 50-300 kali. Antony van Leeuwenhoek sebenarnya bukan peneliti atau ilmuwan yang profesional. Profesi sebenarnya adalah sebagai ‘wine terster’ di kota Delf, Belanda. Ia biasa menggunakan kaca pembesar untuk mengamati serat-serat pada kain. Sebenarnya ia bukan orang pertama dalam penggunaan mikroskop, tetapi rasa ingin tahunya yang besar terhadap alam semesta menjadikannya salah seorang penemu mikrobiologi. Leewenhoek menggunakan mikroskopnya yang sangat sederhana untuk mengamati air sungai, air hujan, ludah, feses dan lain sebagainya. Ia tertarik dengan banyaknya bendabenda kecil yang dapat bergerak yang tidak terlihat dengan mata biasa. Leeuwenhoek melakukan pengamatan tentang struktur mikroskopis biji, jaringan tumbuhan dan invertebrata kecil, tetapi penemuan yang terbesar adalah diketahuinya dunia mikroba yang disebut sebagai “animalculus” atau hewan kecil. Animalculus adalah jenis-jenis mikroba yang sekarang diketahui sebagai protozoa, algae, khamir, dan bakteri. Penemuan ini membuatnya lebih antusias dalam mengamati benda-benda tadi dengan lebih meningkatkan mikroskopnya. Hal ini dilakukan dengan menumbuk lebih banyak lensa

dan memasangnya di lempengan perak. Akhirnya Leewenhoek membuat 250 mikroskop yang mampu memperbesar 200-300 kali. Leewenhoek mencatat dengan teliti hasil pengamatannya tersebut dan mengirimkannya ke British Royal Society. Salah satu isi suratnya yang pertama pada tanggal 7 September 1674 ia menggambarkan adanya hewan yang sangat kecil yang sekarang dikenal dengan protozoa. Antara tahun 1963-1723 ia menulis lebih dari 300 surat yang melaporkan berbagai hasil pengamatannya. Salah satu diantaranya adalah bentuk batang, coccus maupun spiral yang sekarang dikenal dengan bakteri. Penemuan-penemuan tersebut membuat dunia sadar akan adanya bentuk kehidupan yang sangat kecil yang akhirnya melahirkan ilmu mikrobiologi. Penemuan Leewenhoek tentang animalculus menjadi perdebatan dari mana asal animalculus tersebut. Ada dua pendapat yang muncul, satu mengatakan animalculus ada karena proses pembusukan tanaman atau hewan, melalui fermentasi misalnya. Pendapat ini mendukung terori yang mengatakan bahwa makhluk hidup berasal dari benda mati melalui proses abiogenesis. Konsep ini dikenal dengan generatio spontanea. Pendapat ini mengatakan bahwa animalculus tadi berasal dari animalculus sebelumnya seperti halnya organisme tingkat tinggi. Pendapat atau teori ini disebut dengan biogenesis. 2. TEORI ABIOGENESIS Penemuan animalculus di alam, menimbulkan rasa ingin tahu mengenai asal usulnya. Menurut teori abiogenesis, animalculus timbul dengan sendirinya dari bahan-bahan mati atau terjadi secara spontan. Oleh sebab itu, paham atau teori abiogenesis ini disebut juga paham generasi spontan. Jadi, kalau pengertian abiogenesis dan generasi spontan kita gabungkan, maka pendapat paham tersebut adalah makhluk hidup yang pertama kali di bumi tersebut dari benda mati / tak hidup yang terjadinya secara spontan, misalnya :

1. Ikan dan katak berasal dari lumpur. 2. Cacing berasal dari tanah, dan 3. Belatung berasal dari daging yang membusuk. Doktrin abiogenesis dianut sampai jaman Renaissance, seiring dengan kemajuan pengetahuan mengenai mikroba, semakin lama doktrin tersebut menjadi tidak terbukti. Aristoteles berpendapat bahwa makhluk makhluk kecil itu terjadinya begitu saja dari benda yang mati. Pendapat ini dianut pula oleh Needham, seorang pendeta bangsa Irlandia yang selama 1745-1750 mengadakan eksperimen eksperimen dengan berbagai rebusan padi-

padian, daging dan lain sebagainya. Pada tahun 1745 John Needham (1713-1781) memasak sepotong daging untuk menghilangkan organisme yang ada dan menempatkannya dalam toples yang terbuka. Akhirnya ia mengamati adanya kolono pada permukaan daging tersebut. Ia menyimpulkan bahwa mikroorganisme terjadi spontan dari daging. Pendapat ini terkenal sebagai teori abiogenesis (a= tidak, bios= hidup, genesis = kejadian) atau teori generasi spontan (makhluk – makhluk baru itu terjadi begitu saja). 1. Pembuktian ketidakbenaran dari Abiogenesis Walaupun telah bertahan selama ratusan tahun, tidak semua orang membenarkan paham abiogenesis. Orang-orang yang ragu terhadap kebenaran paham abiogenesis tersebut terus mengadakan penelitian memecahkan masalah tentang asal usul kehidupan. Beredasarkan hasil penelitian dari orang-orang tersebut, akhirnya paham Abiogenesis / generasi spontan menjadi pudar karena paham tersebut tidak dapat dipertanggungjawabkan kebenarannya. Salah satu tokoh yang meragukan kebenaran teori Abiogenesis adalah sco Redi (1626-1697). Untuk menjawab keragu-raguannya terhadap paham abiogenesis, sco Redi mengadakan percobaan. Pada percobaannya Redi menggunakan bahan tiga kerat daging dan tiga toples. Percobaan Redi selengkapnya adalah sebagai berikut : 

Stoples I : diisi dengan sekerat daging, ditutup rapat-rapat.



Stoples II : diisi dengan sekerat daging, dan dibiarkan tetap terbuka.



Stoples III : diisi dengan sekerat daging, dibiarkan tetap terbuka. Selanjutnya ketiga stoples tersebut diletakkan pada tempat yang aman. Setelah

beberapa hari, keadaan daging dalam ketiga stoples tersebut diamati. Dan hasilnya sebagai berikut: 

Stoples I : daging tidak busuk dan pada daging ini tidak ditemukan jentik / larva atau belatung lalat.



Stoples II : daging tampak membusuk dan didalamnya ditemukan banyak larva atau belatung lalat. Berdasarkan hasil percobaan tersebut, sco Redi menyimpulkan bahwa larva

atau belatung yang terdapat dalam daging busuk di stoples II dan III bukan terbentuk dari

daging yang membusuk, tetapi berasal dari telur lalat yang ditinggal pada daging ini ketika lalat tersebut hinggap disitu. Hal ini akan lebih jelas lagi, apabila melihat keadaan pada stoples II, yang tertutup kain kasa. Pada kain kasa penutupnya ditemukan lebih banyak belatung, tetapi pada dagingnya yang membusuk belatung relatif sedikit. Lazarro Spalanzani (1729-1799) dalam tahun 1768 membantah pendapat Aristoteles dan Needham. Pada tahun 1769, Lazarro Spalanzani merebus kaldu daging selama 1 jam dan menempatkannya pada toples yang disegel/ditutup rapat menunjukkan tidak ditemukannya mikroorganisme dalam kaldu tersebut. Adapun percoban yang yang dilakukan Spallanzani selengkapnya adalah sebagai berikut: 

Labu I : diisi air 70 cc air kaldu, kemudian dipanaskan 15oC selama beberapa menit dan dibiarkan tetap terbuka.



Labu II : diisi 70 cc air kaldu, ditutup rapat-rapat dengan sumbat gabus. Pada daerah pertemuan antara gabus dengan mulut labu diolesi paraffin cair agar rapat benar. Selanjutnya, labu dipanaskan.selanjutnya, labu I dan II didinginkan. Setelah dingin keduanya diletakkan pada tempat terbuka yang bebas dari gangguan hewan dan orang. Setelah lebih kurang satu minggu, diadakan pengamatan terhadap keadaan air kaldu pada kedua labu tersebut.

Hasil percobaannya adalah sebagai berikut : 

Labu I : air kaldu mengalami perubahan, yaitu airnya menjadi bertambah keruh dan baunya menjadi tidak enak. Setelah diteliti ternyata air kaldu pada labu I ini banyak mengandung mikroba.



Labu II : air kaldu labu ini tidak mengalami perubahan, artinya tetap jernih seperti semula, baunya juga tetap serta tidak mengandung mikroba. Tetapi, apabila labu ini dibiarkan terbuka lebih lama lagi, ternyata juga banyak mengandung mikroba, airnya berubah menjadi lebih keruh serta baunya tidak enak (busuk). Berdasarkan hasil percobaan tersebut, Lazzaro Spallanzani menyimpulkan bahwa

mikroba yang ada didalam kaldu tersebut bukan berasal dari air kaldu (benda mati), tetapi

berasal dari kehidupan diudara. Jadi, adanya pembusukan karena telah terjadi kontaminasi mikroba dari udara ke dalam air kaldu tersebut. Jadi ekperimen ini menentang teori abiogenesis. Tetapi Needham mengatakan bahwa sumber makhluk hidup tadi adalah udara dimana pada percobaan Spalanzani tersebut tidak berinteraksi langsung dengan udara. Hampir 100 tahun setelah percobaan Needham ada 2 peneliti yang mencoba memecahkan kontroversi tentang peran udara. Franz Schulze di dalam tahun 1836 memperbaiki eksperimen Spalanzani dengan mengalirkan udara lewat suatu asam atau basa yang keras ke dalam botol yang berisi daging yang telah dimasak terlebih dahulu. Theodor Schwann di dalam tahun 1837 membuat percobaan serupa itu juga dengan mengalirkan udara lewat pipa yang dipanasi menuju kedalam botol berisi kaldu yang telah dipanasi berjam jam lamanya. Keduanya tidak menemukan adanya mikroba sebab mikroba telah mati oleh adanya asam kuat maupun oleh panas. Tetapi para pendukung teori generatio spontanea berpendapat bahwa adanya asam dan panas akan mengubah udara sehingga tidak mendukung pertumbuhan mikroba. H. Schroeder dan Th. Von Dusch (1854) menemukan suatu cara untuk menyaring udara yang menuju kedalam botol berisi kaldu, udara itu dilewatkan suatu pipa berisi kapas yang steril. Dengan cara yang demikian ini ia tidak mendapatkan mikroorganisme baru di dalam kaldu, dan demikian tumbanglah teori abiogenesis. 3. TEORI BIOGENESIS Sebagian ahli menganut teori biogenesis, dengan pendapat bahwa animalculus terbentuk dari “benih” animalculus yang selalu berada di udara. Salah satu penganut teori ini adalah Louis Pasteur (1822 – 1895). Untuk mempertahankan pendapat tersebut maka penganut teori ini mencoba membuktikan dengan berbagai percobaan. Pasteur lahir di kota Dole tahun 1822, bagian timur Perancis. Sebagai mahasiswa di Paris dia memperdalam ilmu pengetahuan. Kegeniusannya belum tampak tatkala jadi mahasiswa bahkan salah seorang mahagurunya menganggap Pasteur "sedang-sedang" saja dalam ilmu kimia. Baru sesudah dia meraih gelar Doktor di tahun 1847, Pasteur membuktikan ucapan profesornya keliru besar. Penyelidikannya tentang asam traktat (tartaric

acid) pada kaca mengangkat derajatnya ke tingkat ahli kimia yang tersohor di saat umurnya baru dua puluh enam tahun. Awalnya Pasteur merasa tertarik pada industry minuman anggur dan perubahan – perubahan yang terjadi selama proses fermentasi. Perhatiannya terhadap fermentasi inilah yang mendorongnya ikut berdebat tentang generasi spontan. Fermentasi terjadi karena enzim, yakni zat yang dihasilkan sel hidup yang menyebabkan berlangsungnya reaksi – reaksi kimiawi tertentu. Sebagai contoh, sari buah apel atau anggur, bila dibiarkan akan meragi, hasilnya ialah alcohol dan asam. Pertanyaannya kini, apaka hasil fermentasi itu disebabkan oleh mikroorganisme yang ada dalam sari buah tadi atau sebaliknya? Yaitu jasad renik dalam sari buah itulah yang berasal dari proses fermentasi, sebagaimana dikemukakan pendukung teori abiogenesis. Secara teguh Pasteur menentang konsepsi generasi spontan dan ia menyadari bahwa kemajuan dalam penelitian tentang fermentasi tidak akan lancar sebelum konsepsi tersebut dapat dipatahkan. Karena itu ia mulai dengan menyimak secara cermat karya – karya terdahulu mengenai pokok tersebut lalu melanjutkannnya dengan merancang banyak sekali percobaan untuk mendokumentasikan fakta bahwa mikroorganisme hanya dapat timbul dari jasad renik lain (biogenesis). Dia menjadi terlibat dalam banyak perdebatan dengan lawan lawannya mengenai pokok tersebut ketika ia mneyampaikan hasil hasil percobaanya. Untuk memastikan pendapatnya, Pasteur melakukan serangkaian eksperimen. Ia menggunakan bejana dengan leher panjang dan dibengkokkan yang dikenal dengan leher angsa. Bejana ini diisi dengan kaldu kemudian dipanaskan. Pasteur melaksanakan percobaan untuk menyempurnakan percobaan Lazzaro Spallanzani. Langkah-langkah percobaan Pasteur selengkapnya adalah sebagai berikut : 

Langkah I : labu disi 70 cc air kaldu, kemudian ditutup rapat-rapat dengan gabus. Celah antara gabus dengan mulut labu diolesi dengan paraffin cair. Setelah itu pada gabus tersebut dipasang pipa kaca berbentuk leher angsa. Lalu, labu dipanaskan atau disterilkan.



Langkah II : selanjutnya labu didinginkan dan diletakkan ditempat yang aman. Setelah beberapa hari, keadaan air kaldu diamati. Ternyata air kaldu tersebut tetep jernih dan tidak mengandung mikroorganisme.



Langkah III : labu yang air kaldu didalamnya tetap jernih dimiringkan sampai air kaldu didalamnya mengalir kepermukaan pipa hingga bersentuhan dengan udara. Setelah itu labu diletakkan kembali pada tempat yang aman selama beberapa hari. Kemudian keadaan air kaldu diamati lagi. Ternyata air kaldu didalam labu meanjadi busuk dan banyak mengandung mikroorganisme. Melalui pemanasan terhadap perangkat percobaanya, seluruh mikroorganisme yang

terdapat dalam air kaldu akan mati. Disamping itu, akibat lain dari pemanasan adalah terbentuknya uap air pada pipa kaca berbentuk leher angsa. Apabila perangkat percobaan tersebut didinginkan, maka air pada pipa akan mengembun dan menutup lubang pipa tepat pada bagian yang berbentuk leher. Hal ini akan menyebabkan terhambatnya mikroorganisme yang bergentayangan diudara untuk masuk kedalam labu. Inilah yang menyebabkan tetap jernihnya air kaldu pada labu tadi. Pada saat sebelum pemanasan, udara bebas tetap dapat berhubungan dengan ruangan dalam labu. Mikroorganisme yang masuk bersama udara akan mati pada saat pemanasan air kaldu. Setelah labu dimiringkan hingga air kaldu sampai ke permukan pipa, air kaldu itu akan bersentuhan dengan udara bebas. Disini terjadilah kontaminasi mikroorganisme. Ketika labu dikembalikan keposisi semula (tegak), mikroorganisme tadi ikut terbawa masuk. Sehingga, setelah labu dibiarkan beberapa beberapa waktu air kaldu menjadi akeruh, karena adanya pembusukan oleh mikrooranisme tersebut. Pasteur juga membawa tabung tersebut ke pegunungan Pyrenes dan Alpen. Pasteur menemukan bahwa mikroorganisme terbawa debu oleh udara dan ia menyimpilkan bahwa semakin bersih/murni udara yang masuk ke dalam bejana, semakin sedikit kontaminasi yang terjadi. Percobaan yang dilakukan oleh Louis Pasteur banyak membuktikan bahwa teori abiogenesis tidak mungkin, tetapi tetap tidak dapat menjawab asal usul animalculus. Penemuan Louis Pasteur yang penting adalah : 

Udara mengandung mikrobia yang pembagiannya tidak merata,



Cara pembebasan cairan dan bahan-bahan dari mikrobia, yang sekarang dikenal sebagai pasteurisasi dan sterilisasi. Pasteurisasi adalah cara untuk mematikan beberapa jenis mikroba tertentu dengan menggunakan uap air panas, suhunya kurang

lebih 62oC. Sterilisasi adalah cara untuk mematikan mikroba dengan pemanasan dan tekanan tinggi, cara ini merupakan penemuan bersama ahli yang lain. Salah satu argumen klasik untuk menantang biogenesis adalah bahwa panas yang digunakan untuk mensterilkan udara atau bahan juga dianggap merusak ‘vital force’. Mereka yang mendukung teori abiogenesis berpendapat bahwa tanpa adanya kekuatan vital force tersebut mikroorganisme tidak dapat muncul secara spontan. Untuk merespon argumen tersebut John Tyndall mengatakan udara dapat dengan mudah dibebaskan dari mikroorganisme dengan cara melakukan percobaan dengan meletakkan tabung reaksi berisi kaldu steril ke dalam kotak tertutup. Selama udara dalam kotak itu bebas debu, maka selama itu pula kaldu dalam tabung tetap steril. Partikel – partikel debu mengendap dan tertahan pada tabung berbentuk leher angsa yang menuju dalam kotak. Udara dari luar masuk ke dalam kotak melalui pipa yang sudah dibengkokkan membentuk dasar U seperti spiral. Terbukti bahwa meskipun udara luar dapat masuk ke dalam kotak yang berisi tabung dengan kaldu di dalamnya, namun tidak ditemukan adanya mikroba. Ini merupakan bukti bahwa mikroba terbawa oleh partikel – partikel debu. Hasil percobaan Pasteur dan Tyndall memacu diterimanya konsep biogenesis. Teori biogenesis menyatakan : 1. Omne vivum ex ovo = setiap makkhluk hidup berasal dari telur. 2. Omne ovum ex vivo = setiap telur berasal dari makhluk hidup, dan 3. Omne vivum ex vivo = setiap makhluk hidup berasal dari makhluk hidup sebelumnya.