Kehidupan Ekologi Mikroba Yang Sangat Beragam

Kehidupan Ekologi Mikroba Yang Sangat Beragam – Kehidupan mikroba sangat beragam dan mikroorganisme secara harfiah menutupi planet ini. Faktanya, telah diperkirakan bahwa ada 100.000.000 kali lebih banyak sel mikroba di planet ini daripada jumlah bintang di alam semesta yang dapat diamati! Mikroba hidup di semua bagian biosfer di mana terdapat air cair, termasuk tanah, mata air panas, dasar laut, danau asam, gurun, geyser, batu, dan bahkan usus mamalia.

Kehidupan Ekologi Mikroba Yang Sangat Beragam

hospitalmicrobiome – Berdasarkan kemahahadirannya, mikroba berdampak pada seluruh biosfer memang, proses metabolisme mikroba (termasuk fiksasi nitrogen, metabolisme metana, dan metabolisme belerang) secara kolektif mengontrol siklus biogeokimia global. Kemampuan mikroba untuk berkontribusi secara substansial terhadap fungsi setiap ekosistem merupakan cerminan keanekaragaman hayati yang luar biasa.

Mikroba sangat penting untuk setiap ekosistem di Bumi dan sangat penting di zona di mana cahaya tidak dapat mendekat (yaitu, di mana fotosintesis tidak dapat menjadi sarana dasar untuk mengumpulkan energi). Mikroorganisme berpartisipasi dalam sejumlah proses ekologi mendasar termasuk produksi, dekomposisi, dan fiksasi. Mereka juga dapat memiliki efek tidak langsung tambahan pada ekosistem melalui hubungan simbiosis dengan organisme lain. Selain itu, proses mikroba dapat dikooptasi untuk biodegradasi atau bioremediasi limbah domestik, pertanian, dan industri, membuat studi ekologi mikroba sangat penting untuk aplikasi bioteknologi dan lingkungan.

Setiap spesies dalam suatu ekosistem dianggap menempati ceruk unik yang terpisah. Relung ekologi suatu mikroorganisme menggambarkan bagaimana ia menanggapi distribusi sumber daya dan spesies yang bersaing, serta cara-cara di mana ia mengubah faktor-faktor yang sama pada gilirannya. Intinya, ceruk adalah deskripsi kompleks tentang cara spesies mikroba menggunakan lingkungannya.

Relung ekologi yang tepat dari suatu mikroba terutama ditentukan oleh sifat metabolisme spesifik organisme itu. Misalnya, organisme mikroba yang dapat memperoleh energi dari oksidasi senyawa anorganik (seperti bakteri pereduksi besi ) kemungkinan akan menempati relung yang berbeda dari organisme yang memperoleh energi dari cahaya (seperti cyanobacteria). Bahkan di antara bakteri fotosintetik, ada berbagai spesies yang mengandung pigmen fotosintetik yang berbeda (seperti klorofil dan karotenoid) yang memungkinkan mereka memanfaatkan bagian spektrum elektromagnetik yang berbeda oleh karena itu, bahkan mikroba dengan sifat metabolik yang sama dapat menghuni relung yang unik.

Baca Juga : Analisis Mikroorganisme di Lingkungan Rumah Sakit dan Potensi Risiko

Organisasi Ekosistem

Meskipun ahli ekologi cenderung menganggap ekosistem sebagai unit struktural dasar, mungkin sulit (jika bukan tidak mungkin) untuk secara formal mendefinisikan batas-batas ekosistem tertentu. Dengan demikian, ekosistem lebih baik dianggap sebagai konseptual daripada lokasi geografis yang sebenarnya. Jarang ekosistem terisolasi satu sama lain melainkan, mereka harus dianggap sebagai bagian dari keseluruhan fungsi yang lebih besar yang bersama-sama membentuk biosfer (“tempat di permukaan bumi di mana kehidupan tinggal”).

Terlepas dari kenyataan bahwa batas-batas yang jelas antara ekosistem mungkin sulit untuk diidentifikasi, berbagai interaksi yang terjadi dalam komunitas ekologi sering dapat diamati dan didefinisikan. Interaksi ini mungkin paling baik dijelaskan dengan merinci hubungan makan (apa makan apa) di antara biota dalam suatu ekosistem, sehingga menghubungkan ekosistem ke dalam sistem pertukaran terpadu.

Dalam ekosistem, faktor biotik yang terdiri dari kategori di atas dapat diatur ke dalam rantai makanan di mana produsen autotrofik menggunakan bahan dan nutrisi yang didaur ulang oleh pengurai untuk membuat makanan mereka sendiri produsen pada gilirannya dimakan oleh konsumen heterotrofik. Dalam ekosistem dunia nyata, ada beberapa rantai makanan untuk sebagian besar organisme (karena sebagian besar organisme memakan lebih dari satu jenis makanan atau dimakan oleh lebih dari satu jenis pemangsa).

Selain itu, pergerakan nutrisi mineral dalam rantai makanan bersifat siklik daripada linier. Akibatnya, jaringan rumit dari rantai makanan yang berpotongan dan tumpang tindih untuk suatu ekosistem lebih sering direpresentasikan sebagai jaring makanan. Sebuah jaring makanan menggambarkan kumpulan konsumen heterotrofik yang jaringan dan siklus aliran energi dan nutrisi dari basis produktif autotrof makan sendiri.
Selain itu, pergerakan nutrisi mineral dalam rantai makanan bersifat siklik daripada linier. Akibatnya, jaringan rumit dari rantai makanan yang berpotongan dan tumpang tindih untuk suatu ekosistem lebih sering direpresentasikan sebagai jaring makanan. Sebuah jaring makanan menggambarkan kumpulan konsumen heterotrofik yang jaringan dan siklus aliran energi dan nutrisi dari basis produktif autotrof makan sendiri.

Mikroorganisme memainkan peran penting dalam setiap komunitas ekologi dengan melayani baik sebagai produsen maupun sebagai pengurai. Meskipun tanaman adalah produsen utama yang paling umum, mikroba fotosintesis autotrofik (seperti cyanobacteria dan alga) dapat memanfaatkan energi cahaya untuk menghasilkan bahan organik.

Selain itu, di zona di mana cahaya tidak dapat menembus (dan dengan demikian fotosintesis tidak dapat menjadi sarana dasar untuk menghasilkan energi), mikroba kemosintetik menyediakan energi dan karbon untuk organisme lain dalam ekosistem. Mikroba lain adalah pengurai, dengan kemampuan untuk mendaur ulang nutrisi dari bahan organik mati dan produk limbah organisme lain.

Peran Mikroba dalam Siklus Biogeokimia

Nutrisi bergerak melalui ekosistem dalam siklus biogeokimia. Siklus biogeokimia adalah jalur di mana unsur kimia (seperti karbon atau nitrogen) bersirkulasi melalui faktor biotik (hidup) dan abiotik (tidak hidup) suatu ekosistem. Unsur-unsur yang bergerak melalui faktor-faktor ekosistem tidak hilang tetapi malah didaur ulang atau terakumulasi di tempat yang disebut reservoir (atau “tenggelam”) di mana mereka dapat ditahan untuk jangka waktu yang lama. Unsur, senyawa kimia, dan bentuk materi lainnya diteruskan dari satu organisme ke organisme lain dan dari satu bagian biosfer ke bagian lain melalui siklus biogeokimia ini.

Ekosistem memiliki banyak siklus biogeokimia yang beroperasi sebagai bagian dari sistem. Contoh yang baik dari molekul yang didaur ulang dalam suatu ekosistem adalah air, yang selalu didaur ulang melalui siklus air. Air mengalami penguapan, kondensasi, dan kemudian jatuh kembali ke Bumi sebagai hujan (atau bentuk presipitasi lainnya). Ini melambangkan siklus yang diamati untuk semua elemen utama kehidupan.

Meskipun siklus biogeokimia dalam ekosistem tertentu dikoordinasikan oleh organisme hidup yang lengkap dan faktor abiotik yang membentuk sistem itu, mikroorganisme memainkan peran utama dalam mengatur sistem biogeokimia di hampir semua lingkungan planet kita.

Ini termasuk lingkungan ekstrim seperti danau asam dan ventilasi hidrotermal, dan bahkan termasuk sistem kehidupan seperti usus manusia. Proses metabolisme kolektif utama mikroba (termasuk fiksasi nitrogen, fiksasi karbon, metabolisme metana, dan metabolisme belerang) secara efektif mengontrol siklus biogeokimia global. Luar biasa, produksi oleh mikroba begitu besar sehingga biogeokimia global kemungkinan besar tidak akan berubah bahkan jika kehidupan eukariotik sama sekali tidak ada!

Siklus Karbon

Karbon sangat penting untuk kehidupan karena merupakan blok bangunan penting dari semua senyawa organik. Tumbuhan dan hewan memanfaatkan karbon untuk menghasilkan karbohidrat, lemak, dan protein, yang kemudian dapat digunakan untuk membangun struktur internal mereka atau untuk memperoleh energi.

Karbon dalam bentuk karbon dioksida (CO 2 ) mudah diperoleh dari atmosfer, tetapi sebelum dapat dimasukkan ke dalam organisme hidup harus diubah menjadi bentuk organik yang dapat digunakan. Proses transformatif dimana karbon dioksida diambil dari reservoir atmosfer dan “difiksasi” menjadi zat organik disebut fiksasi karbon. Mungkin contoh fiksasi karbon yang paling terkenal adalah fotosintesis, sebuah proses di mana energi yang berasal dari sinar matahari dimanfaatkan untuk membentuk senyawa organik. Fotosintesis tergantung pada aktivitas mikroorganisme seperti cyanobacteria memang, fakta bahwa ada oksigen di atmosfer bumi adalah konsekuensi dari aktivitas fotosintesis mikroba purba.

Siklus Nitrogen

Nitrogen sangat penting untuk semua bentuk kehidupan karena diperlukan untuk sintesis bahan dasar kehidupan (misalnya, DNA, RNA, dan asam amino). Atmosfer bumi terutama terdiri dari nitrogen, tetapi nitrogen atmosfer (N 2 ) relatif tidak dapat digunakan untuk organisme biologis. Akibatnya, proses kimia nitrogen (atau fiksasi nitrogen) diperlukan untuk mengubah gas nitrogen menjadi bentuk yang dapat digunakan organisme hidup.

Hampir semua fiksasi nitrogen yang terjadi di planet ini dilakukan oleh bakteri yang memiliki enzim nitrogenase, yang menggabungkan N2 dengan hidrogen untuk menghasilkan bentuk nitrogen yang berguna (seperti amonia). Dengan demikian, mikroorganisme sangat penting untuk bentuk kehidupan tumbuhan dan hewan, yang tidak dapat memfiksasi nitrogen sendiri.