Cyanobacteria [PDF]

Citation preview

Cyanobacteria Tugas Biologi Assyadilla Kirana Fahmi Faisal Habeeb Shazia Hafazhah Aulia Zsa Zsa Ollynia



2014



Cyanobacteria Cyanobacteria (Yunani, kyanos = biru, bacterion = batang kecil) sering disebut ganggang biru sebab berwarna hijau kebiruan. Cyanobacteria dapat berfotosintesis dan sebagian memiliki tubuh berbentuk benang seperti ganggang. Namun, Cyanobacteria bukanlah ganggang yang sebenarnya karena bersifat prokariotik, sedangkan ganggang memiliki sel eukariotik. Cyanobacteria merupakan anggota dari Eubacteria. A. Ciri – Ciri Cyanobacteria Berbeda dengan bakteri pada umumnya yang bersifat uniseluler (sel tunggal), bentuk tubuh Cyanobacteria ada yang multiseluler dan ada pula yang uniseluler. Tubuh Cyanobacteria yang multiseluler berbentuk filamen (benang), contohnya Oscillatoria, Microcoleus, Rivularia, Plectonema boryanum, dan Anabaena. Cyanobacteria uniseluler ada yang berbentuk bulat soliter (sendiri) dan ada pula yang berkoloni. Cyanobacteria yang berbentuk bulat soliter misalnya Chroococcus dan Anacystis, sedangkan Cyanobacteria yang berbentuk bulat berkoloni, misalnya Merismopedia, Nostoc, Gloeocapsa, dan Mycrocystis. Ukuran tubuh Cyanobacteria berkisar 1 mm – 60 mm, sehingga mudah diamati dengan mikroskop cahaya biasa. Oscillatoria princeps merupakan Cyanobacteria berbentuk benang dengan ukuran tubuh terbesar. 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 berbedabeda, 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. Dinding sel Cyanobacteria terletak diantara plasmalema dan selubung lendir. Cyanobacteria juga tidak berflagella, ia bergerak dengan cara meluncur dibantu dengan lapisan lendir yang menyelimuti dinding sel B. Struktur Tubuh Cyanobacteria







Lapisan lendir, 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.







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







Membran sel (membran plasma), bersifat selektif permeabel dan berfungsi membungkus sitoplasma dan mengatur pertukaran zat.







Membran fotosintetik (membran tilakoid), merupakan pelipatan membran plasma ke arah dalam sitoplasma yang berfungsi untuk berfotosintesis. Membran fotosintetik mengandung klorofil (hijau), karoten, dan pigmen fotosintetik lainnya, antara lain fikoeritrin (merah) dan fikosianin (biru). Perpaduan antara pigmen-pigmen tersebut menyebabkan warna Cyanobacteria berbeda-beda, antara lain kekuningan,



kemerahan, kecokelatan, violet, hijau cerah, hijau kebiruan, bahkan kehitaman. 



Mesosom, merupakan penonjolan membran ke sitoplasma dan berfungsi untuk menghasilkan energi.







Sitoplasma, merupakan larutan koloid yang tersusun dari air, protein, lemak, gula, mineral, dan enzim. Di dalam sitoplasma terdapat ribosom, granula penyimpanan, vakuola gas, protein padat, dan nukleoplasma (DNA).







Ribosom, merupakan organel kecil yang berfungsi untuk sintesis protein.







Granula penyimpanan, berfungsi untuk menyimpan cadangan makanan.







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







Nukleoid, merupakan materi genetik yang tersusun dari DNA dan tidak dikelilingi membran. Nukleoid terdapat di lokasi tertentu.



dalam



C. Habitat Cyanobacteria Cyanobacteria (siano = biru-hijau) adalah jenis ganggang yang terdapat secara alami di lingkungan akuatik dan terestrial. Dalam kondisi yang tepat, cyanobacteria dapat tumbuh pesat mengakibatkan mekar alga (Blooming). Faktorfaktor lingkungan seperti cahaya, suhu, dan nutrisi berkontribusi untuk pembentukan mekar. Cyanobacteria dapat hidup secara bebas maupun bersimbiosis mutualisme dengan organisme lainnya. Hal ini disebabkan Cyanobacteria merupakan organisme fotoautotrof yang mampu berfotosintesis untuk menyusun makanannya sendiri dengan menggunakan senyawa sederhana, seperti karbon dioksida (CO2), amonia (NH3), nitrit (NO2), nitrat (NO3), dan ion anorganik lainnya (misalnya fosfat, PO43-). Cyanobacteria memiliki kesamaan dengan alga (ganggang), yaitu memiliki klorofil a, mampu menggunakan air sebagai sumber elektron, dan mereduksi karbon dioksida menjadi karbohidrat.



Cyanobacteria dapat hidup di berbagai habitat, antara lain di air laut, air tawar, rawa, sawah, kolam, air got, tanah, tembok, batu, gurun, bahkan menempel pada tumbuhtumbuhan. Beberapa spesies dapat hidup di habitat yang ekstrem, misalnya di perairan yang bersuhu tinggi (±72°C) atau di lingkungan asam dengan pH 4, contohnya Synechococcus lividus. Di mata air panas YellowstoneNational Park yang bersuhu 72°C, Cyanobacteria dapat tumbuh subur dan terlihat sebagai lapisan tipis berlendir yang mengambang di permukaan air. Pada saat-saat tertentu di mana jumlah nutrisi dalam Lingkungan mencukupi, maka populasi Cyanobacteria tumbuh subur dengan cepat, yang disebut blooming. Blooming Cyanobacteria sering terjadi di perairan yang mengandung limbah industri atau limbah pertanian dengan kadar nitrogen atau fosfat yang tinggi. Blooming menyebabkan perairan tertutup oleh Cyanobacteria sehingga oksigen dan cahaya matahari tidak bisa menembus ke bagian bawah perairan. Hal ini dapat menyebabkan kematian tumbuhan dan ikan yang hidup di dalamnya. Blooming Microcystis sp. dan Nodularia sp. ternyata menimbulkan masalah lain, yaitu menghasilkan racun (toksin) yang membahayakan organisme lainnya. Di Australia, sejumlah biri-biri mati setelah meminum air yang mengandung racun akibat blooming Cyanobacteria di suatu telaga. Jumlah populasi Cyanobacteria yang melimpah, juga dapat memberikan warna tertentu pada habitatnya, seperti Oscillatoria rubescens, Cyanobacteria berpigmen merah yang memberikan warna merah di laut Merah, Timur Tengah. Anabaena azollae yang hidup bersimbiosis mutualisme dengan tumbuhan paku air Azolla pinnata, tampak sebagai hamparan hijau yang mengambang di sawah. Anabaena azollae ini dapat mengikat nitrogen sehingga membantu menyuburkan tanah. Beberapa jenis Cyanobacteria seperti Nostoc dapat hidup bersimbiosis mutualisme dengan jamur membentuk lichen, yang dapat hidup di tempat di mana organisme lain tidak dapat hidup (misalnya di tembok atau batu), sehingga berperan sebagai organisme perintis (pioner). Organisme



perintis mampu membuka lahan baru untuk tumbuhnya organisme lainnya, seperti lumut dan paku-pakuan. Dalam hubungan simbiosis mutualisme ini, Cyanobacteria memberikan makanan berupa senyawa organik bagi jamur, sedangkan jamur menyediakan lingkungan, kelembapan, dan perlindungan bagi Cyanobacteria.



D. Klasifikasi



1. Bangsa Chroococcales. Berbentuk tunggal atau kelompok tanpa spora, warna biru kehijau-hijauanUmumnya alga ini membentuk selaput lendir pada cadas atau tembok yang basah. Setelah pembelahan, sel-sel tetap bergandengan dengan perantaraan lendir tadi, dan dengan demikian terbentuk kelompok-kelompok atau koloni. Chroococcus turgidus Gloeocapsa sanguinea



2. Bangsa Chamaesiphonales Alga bersel tunggal atau merupakan koloni berbentuk benang, mempunyai spora. Benang-benang itu dapat putus-putus merupakan hormogonium, yang dapat merayap dan merupakan koloni baru.Spora terbentuk dari isi sel (endospora). Setelah keluar dari sel induknya, spora dapat menjadi tumbuhan baru. Untuk menghadapi kala yang buruk dapat membentuk sel-sel awetan dengan menambah zat makanan cadangan serta mempertebal dan memperbesar dinding sel. Contoh : Chamaesiphon confervicolus 3. Bangsa Nostocales  



 



Sel-selnya merupakan koloni berbentuk benang, atau diselubungi suatu membran. Benang-benang itu melekat pada substratnya, tidak bercabang, jarang mempunyai percabangan sejati, lebih sering mempunyai percabangan semu. Benang benang itu selalu dapat membentuk hormogonium. Contoh : Oscillatoria , Rivularia , Anabaena, Spirulina



a. Oscillatoria   



 



hidup dalam air atau di atas tanah yang basah, sel- selnya bulat, merupakan benang-benang dan akhirnya membentuk koloni yang berlendir. Pada jarak-jarak tertentu pada benang¬benang itu



terdapat sel-sel yang dindingnya tebal, kehilangan zat¬zat warna yang berguna untuk asimilasi, hingga kelihatan kekuning-kuningan dan dinamakan heterosista. Heterosista ini dalam keadaan khusus dapat tumbuh menjadi benang baru, tetapi fungsinya belum dikenal dan biasanya lekas mati.







Contoh : Oscillatoria limosa dan Oscillatoria princeps.



b. Rivularia c. Nostoc Nostoc, dapat menambat N dari udara, seringkali bersimbiosis dengan Fungi membentuk Lichenes. d.



Anabaena azollae / Anabaena cycadae



Anabaena, juga menambat N dari udara dan dapat bersimbiosis dengan tanaman Anaabaena cycadae bersimbiotic dengan pakis haji (Cycas rumphii) Anabaena azollae bersimbiotic dengan paku air Azolla pinata (dalam daunnya) yang hidup di sawah-sawah dan di rawa rawa. dalam bersimbiotic anabaena berada dalam akar-akarnya yang disebut akar-akar bunga karang mengikat nitrogen untuk tumbuhannya E. Sistem Organ Cyanobacteria a. Reproduksi Cyanobacteria Cyanobacteria bereproduksi secara aseksual, yaitu dengan pembelahan biner, fragmentasi, dan pembentukan endospora.



1. Pembelahan Biner 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. 2. Fragmentasi 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 bagianbagian 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. 3. Pembentukan Endospora 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. F. Manfaat dan Peranan Cyanobacteria 











Nostoc, Gleocapas dan Annabaena merupakan Cyanobacteria yang mampu menangkap nitrogen dari udara bebas (fiksasi nitrogen) Anabaena azollae bersimbiosis dengan akar sikas atau jaringan paku air Azolla pinata dalam membantu penyediaan nitrogen. Cyanobacteria melakukan fiksasi Nitrogen dan mengubahnya dengan ammonia, hal ini menguntungkan petani karena Azolla pinata dapat menjadi pupuk hijau yang mengandung Nitrogen. Cyanobacteria berperan penting untuk menambah materi dalam tanah Adapula Cyanobacteria yang dapat dijadikan bahan makanan karena proteinnya yang tinggi, yaitu Artospira (berbentuk spiral). Para pakar telah berhasil membudidayakan Cyanobacteria ini untuk diambil proteinnya. Ada kemungkinan Cyanobacteria ini dikembangbiakkan dalam jumlah besar untuk memenuhi kebutuhan protein umat manusia Spirulina juga menghasilkan senyawa karbohidrat dan senyawa lain dalam jumlah besar sehingga Spirulina dapat dikembangkan menjadi sumber pangan karena kadar proteinnya yang tinggi, selin itu Spirulina juga berada dalam bentuk pil