OSMOREGULASI

PENDAHULUAN

Osmoregulasi adalah proses mengatur konsentrasi cairan dan menyeimbangkan pemasukan serta pengeluaran cairan tubuh oleh sel atau organisme hidup. Proses osmoregulasi diperlukan karena adanya perbedaan konsentrasi cairan tubuh dengan lingkungan disekitarnya. Jika sebuah sel menerima terlalu banyak air maka ia akan meletus, begitu pula sebaliknya, jika terlalu sedikit air, maka sel akan mengerut dan mati. Osmoregulasi juga berfungsi ganda sebagai sarana untuk membuang zat-zat yang tidak diperlukan oleh sel atau organisme hidup.

Osmoregulasi oleh binatang

Kebanyakan invertebrata yang berhabitat di laut tidak secara aktif mengatur sistem osmosis mereka, dan dikenal sebagai osmoconformer. Osmoconformer memiliki osmolaritas internal yang sama dengan lingkungannya sehingga tidak ada tendensi untuk memperoleh atau kehilangan air. Karena kebanyakan osmoconformer hidup di lingkungan yang memiliki komposisi kimia yang sangat stabil (i.e. di laut) maka osmoconformer memiliki osmolaritas yang cendrung konstan.

Sedangkan osmoregulator adalah organisme yang menjaga osmolaritasnya tanpa tergantung lingkungan sekitar. Oleh karena kemampuan meregulasi ini maka osmoregulator dapat hidup di lingkungan air tawar, daratan, serta lautan. Di lingkungan dengan konsentrasi cairan yang rendah, osmoregulator akan melepaskan cairan berlebihan dan sebaliknya.

1.       Hal-hal yang mempengaruhi

Osmosis adalah perpindahan air melalui membran permeabel selektif dari bagian yang lebih encer ke bagian yang lebih pekat. Membran semipermeabel harus dapat ditembus oleh pelarut, tapi tidak oleh zat terlarut, yang mengakibatkan gradien tekanan sepanjang membran. Osmosis merupakan suatu fenomena alami, tapi dapat dihambat secara buatan dengan meningkatkan tekanan pada bagian dengan konsentrasi pekat menjadi melebihi bagian dengan konsentrasi yang lebih encer. Gaya per unit luas yang dibutuhkan untuk mencegah mengalirnya pelarut melalui membran permeabel selektif dan masuk ke larutan dengan konsentrasi yang lebih pekat sebanding dengan tekanan turgor. Tekanan osmotik merupakan sifat koligatif, yang berarti bahwa sifat ini bergantung pada konsentrasi zat terlarut, dan bukan pada sifat zat terlarut itu sendiri.

Osmosis adalah suatu topik yang penting dalam biologi karena fenomena ini dapat menjelaskan mengapa air dapat ditransportasikan ke dalam dan ke luar sel.

2.       Fungsi Proses Osmoregulasi bagi Hewan

Isotonis adalah dua macam larutan yang mempunyai tekanan osmotik sama (isoosmotik).

Pada kondisi Osmoregulasi: isotonis adalah tekanan osmotik dua macam cairan misal: tekanan osmotik antara cairan tubuh dan air laut (lingkungan hidup hewan)

Hewan Osmoregulator: hewan yang mampu melakukan osmoregulasi dengan baik

Hewan Osmokonformer: hewan yang tidak mampu mempertahankan tekanan osmotik.

3.       Konsep Tonisitas Larutan

Tonisitas tanggapan suatu sel apabila sel tersebut ditempatkan dalam larutan yang berbeda sel darah merah ditempatkan dalam aquades, air dari luar masuk ke dalam sel darah aquades bersifat hipotonis. Sel darah merah ditempatkan dalam larutan garam, sel darah segera kehilangan air (osmosis) sehingga mengkerut larutan bersifat hipertonis. Sel darah merah ditempatkan dalam larutan, sel darah tidak mengalami perubahanlarutan bersifat isotonis.

4.       Osmoregulasi Invertebrata Laut

Hewan Osmokonformer : Konsentrasi osmotik cairan tubuh sama dengan air laut, maka terjadi keseimbangan osmotik cairan tubuh hewan dengan lingkungannya. Tidak dalam kondisi keseimbangan ionik, maka terjadi perbedaan komposisi ion yang menghasilkan gradien konsentrasi. Konsentrasi osmotik berbagai ion dalam tubuh hewan tidak berbeda

kecuali beberapa spesies hewan laut, misalnya ubur-ubur, mempertahankan konsentrasi ion tetap berbeda dalam rangka pengaturan fisiologis.

5.       Osmoregulasi  Hewan Vertebrata Laut

Kelompok: Konformer Osmotik dan Ionik. Siklostomata (hagfish) danVertebrata primitif osmoregulasinya sama seperti  invertebrata laut

kelompok:Regulator Osmotik dan Ionik (Regulator Hipoosmotik).  Regulasi osmotik dan ionik tidak sama dan memperlihatkan tingkatan. Konsentrasi osmotik plasma mendekati sepertiga konsentrasi osmotik air laut.

Mamali Laut. Masalah pemasukan garam yang terlalu banyak yang masuk bersama makanan, diatasi dengan organ ginjal yang sangat efisien yang dapat menghasilkan urin yang kepekatannya 3 – 4 kali dari cairan plasmanya.

6.       Osmoregulasi pada Hewan di Lingkungan Air Tawar

Tekanan Osmotik cairan tubuh hewan air tawar lebih tinggi dari lingkungannya (hiperosmotik/hipertonis).

7.       Osmoregulasi pada Hewan di Lingkungan Payau

Hewan Akuatik tidak selamanya menetap di habitat yang tetap (air laut atau air tawar)

saat tertentu masuk ke daerah payauperpindahan antara air tawar dan air bergaram merupakan bagian dari siklus hidup yang normal memiliki kemampuan adaptasi yang baik terhadap perubahan kadar garam (kadar garam di daerah payau selalu berubah). contoh hewan yang dapat hidup di lingkungan payau:

Larva. Tumbuh baik di air tawar maupun di air bergaram yang lebih pekat dari cairan hemolimfenya. Hidup di danau yang mengandung garam alkalis, dengan kandungan utama natrium karbonat dengan pH lebih dari 10. Toleran terhadap kadar garam tiga kali lebih tinggi dari kadar garam air laut.

8.       Osmoregulasi pada Hewan di Lingkungan Darat

KEUNTUNGAN

§  Hewan yang berhasil hidup di darat

§  Mudah memperoleh oksigen

KERUGIAN

§  Masalah keseimbangan air dan ion

§  Mudah terancam dehidrasi

BAKTERI

Pendahuluan

Nama bakteri berasal dari “bakterion” yang berarti “tongkat” atau “batang”. Dalam kehidupan sehari-hari manusia, tanpa sepengetahuan dan keinginannya selalu berhubungan dengan mikroorganisme dari alam dunia yang tidak tampak dengan mata biasa. Ukuran bakteri demekian kecilnya hanya tampak dengan mikroskop. Untuk mengenal bakteri perlu dipelajari hal-hal seperti ukuran, morfologi, struktur, fisiologi, pola hidupnya dan lain-lain. Manusia hidup sebagian karena adanya mikroba ini dan sebagian lagi tergantung daripadanya. 

1.         Ciri-ciri Umum Bakteri

a.       Ukuran bakteri tergantung kepada spesies dan fase pertumbuhannya

No.	Spesies	Ukuran (micron)
	Bentuk kokus
1 2 3 4 5	Staphylococcus aureus Micococcus maxima Starcina maxima Streptococcus lactis Nitrosococcus nitrosus	0,8-1,0 0,8-1,0 4,0-4,5 0,5-1,0 1,5-1,7
	Bentuk basil
1 2 3 4 5 6 7	Proteus vulgaris Lactobacillus lactis Lactobacillus delbrueckii Bacillus cereus Vibrio colerae Rodospirillum rubrum Spirillum volutans	0,8-1,0x1,0 0,8-1,6x0,4 0,5-0,8x2,0 1,0-1,2x3,0 0,3-1,5x1,0 0,5-1,5x2,0 1,5-2,0x13,0

b.      Bakteri berkembangbiak dengan cara membelah diri sehingga disebut Schicophyta, tetapi ada penelitian bahwa Euscherichia coli berkembang biak dangan generative (seksual). Bakteri bila berada pada tempat yang tidak menguntungkan membantuk spora. Spora pada bacteria merupakan pertahanan tubuhterhadap keadaan yang tidak menyenangkan. Tidak smua bakteri dapat membentuk spora. Bakteri yang ada dalam keadaan normal disebut vegetative, apabila bebrntuk spora disebut bentuk spora.

c.       Bakteri tidak mempunyai klorofil, jadi hidupnya secara heterotrof. Dinding selnya mengandung kitinyaitu suatu senyawa polisakarida dengan ataom nitrogen. Tidak mempunyai inti yang dibatsai oleh dinding inti dalam pengertian eukarion. Tetapi tetap mempunyai bahan inti (DNA) yang berada dalam sitoplasma. Mempunyai filament yang tersebar dalam protoplasma. Maka bakteri digolongkan dalam golongan sel prokariotik. Cyanobacteri mempunyai klorofil yang tersebar dalam sitoplasma.

d.      Bakteri hidup di air, di tanah, di udara dan terdapat cosmopolitan (terdapat dimana-mana diseluruh dunia).

e.      Bakteri merupakan mikroorganisme bersel satu, mempunyai bentuk tertentu dan mempunyai dinding sel yang kuat.

f.        Sebagian besar bakteri adalah konsumen yang mendapatkan energinya dari makanan yang dihasilkan oleh organisme lain.

2.         Struktur Sel Bakteri

a.       Dinding selnya yang berada  di luar membrane plasma  tesusun dari bahan organic (selulosa, kitin, dan hemiselulosa). Karena adanya dinding sel, bakteri mempunyai bentuk tetap. Dinding sel berpengaruh pada pem,belahan sel.

b.      Intinya tersusun dari DNA, tidak mempunyai dinding inti yang jelas seperti pada organisme tingkat tinggi. Inti yang tidak bermembran disebut prokarion. Inti yang jelas disebut eukarion.

c.       Mempunyai granula yaitu endapan-endapan dari volutin yang mengandung persenyawaan nitrogen yang terdapat di dalam sitoplasma.

d.      Tidak semua bakteri mempunyai flagel. Flagel merupakan bagian dari sel yang berbentuk seperti rambut yang berasal dari sitoplasma. Bakteri yang mempunyai flagel adalah bakteri yang bentuk batang (basil).

e.      Adanya membrane plasma yaitu lapisan yang membatasi sitoplasma yang terdiri dari lemak dan protein. Membrane plasma ini berperan dalam pembelahan sel.

f.        Kebanyakan bakteri mempunyai lapisan lender yang menyelubungi dinding selnya, lapisan ini disebut kapsul. Kapsul tersusun dari karbohidrat. Adanya karbohidrat dapat membantu identifikasi. Bakteri yang berkapsul adalah bakteri yang ganas misalnya banteri antrax.

3.         Kingdom Bakteri

Archaebacteria (Archae)

Archae adalah kelompok makhluk hidup pertama yang menggunakan reaksi kimia anorganikuntuk menghasilkan energy. Selanjutnya, energy tersebut mereka perlukan untuk membuat materi organic. Beberapa reaksi kimia lainnya kebanyakan menghasilkan gas metana (CH₄) dan sulfur dioksida (H₂S)

Klasifikasi Archae:

a.         Halofilik; kelompok archae yang hidup pada kadar garam yang tinggi. Contoh: Halobacterium dan Halococcus

b.         Metanogenik; kelompok archae yang mampu mengubah CO₂ dan H₂ menjadi matana (CH₄), dapat hidup baik dengan kekurangan O₂. Contoh: Methanobacterium.

c.          Termoasidofilik; kelompok archae yang hidup di daerah air bersulfur, lubang vulkanik dan kawah vulkanik. Contoh: Sulfolobus, Thermoplasma, dan Thermoproteus.

d.         Pereduksi sulfur; kelompok archae yang menggunkan hydrogen dan sulfur anorganik sebagai sumber energinya.

Eubacteria (Bakteri)

Tabel beberapa perbedaan utama antara Archaebacteria dengan Eubacteria

Pembeda	Archaebacteria	Eubacteria
Membran lipid	Berbagai macam lipid	Fosfolipid
Dinding sel	Mengandung peptidoglikan	Bukan peptidoglikan
Introgen (gen penyakit protein)	Ada	Tidak ada
Biokimia	Tidak sensitive terhaddap antibiotik	sensitif

4.         Bentuk Bakteri

Bentuk bakteri ada yang bulat (kokus=bola), seperti batang (basillus=batang) atau batang bengkok (vibrio), melilit (spirillum=spiral). Bentuk bakteri yang batang bengkok atau melilit tergantung pada derajat pembengkokannya dan jumlah lilitan sehingga merupakan spiral (Pseudomonas dan Vibrio).

Dari golongan coccus dapat dibedakan:

a.       Bulat seperti peluru

b.      Bentuk biji kopi

c.       Bentuk ujung tombak

Bakteri bentuk bacillus dapat dibedakan:

a.       Batang pendek

b.      Batang panjang

c.       Ujung bulat, ujung bersudut atau cekung

Bentuk bakteri ini dapat saja beubah karena keadaan lingkungan. Sel-sel yang dapat membedakan reproduksi secara normal dapat diganggu dengan jalan mengubah keadaan mediumnya, sehingga tumbuh dalam bentuk filamen. Berbagai perubahan bentuk dapat terjadi akibat adanya bermacam-macam zat kimia, zat antibakteri dalam konsentrasi rendah seperti misalnya metilviolet, sulfonamide, penisilin dan irridasi.

Bakteri bentuk coccus dibedakan dalm bentuk genera berdasarkan pada susunan kelompok hasil pembelahannya. Bila pembelahan itu berlangsung selalu hanya dalam satu bidang, maka setelah beberapa kali pembelahan terbentuk semacam untaian bakteri. Susunan bakteri yang khas ini ditemukan pada Streptococcus. Pada genus lain rangkaian pembelahan ini berganti-ganti dalam bidang horizontal dan vertical secara berturut-turut sehingga hasilnya membentuk suatu kelompok bakteri yang digolobgkan kedalam genus Staphylycoccus. Susunan bakteri bergerombol sebagai lapisan setebal satu sel, termasuk kedalam family Micrococcaceae. Kelompok sel setelah melakukan pembelahan vertical dan horizontal manghasilkan bentuk Tetracoccus. Variasi ketiga ialah bila pembelahan itu berlangsung dalam tiga bidang, sehingga terbentuk dari bakteri yang teridiri atas delapan sel dalam susunan kubus, sperti pada genus Sarcina (sarcina=paket atau berkas). Cara pembelahan demikian juga terdapat pada bakteri bentuk batang sehingga dapat membentuk Streptobacillus.

5.         Gerakan Bakteri

Flagel pada bakteri panjangnya sampai 70 milimikron, tetapi tebalnya hanya 10 sampai 20 milimikron sehingga hanya dapat dilihat dengan mikroskop electron.

Ada beberapa macam bentuk flagel, yaitu melilit (coil atau spiral), keriting, lurus dan berombak. Bentuk-bentuk ini dapat ditemukan pada satu flagel.

Berdasarkan letak dan jumlah flagel pada permukaannya, bakteri dapat digolongkan menjadi:

a.       Atrika, bakteri yang tidak memiliki flagel

b.      Monotrika, bila hanya satu flagel yang keluar dari ujung selnya

c.       Lopotrika, bila beberapa atau banyak flagel keluar dari salah satu ujung selnya

d.      Amfitrika, bila paling sedikit satu flagel terdapt pada tiap ujung selnya

e.      Peritrika, bila flaagel kelyar dari setiap permukaan bagian selnya.

6.         Kehidupan Bakteri

Faktor-faktor yang berpengaruh pada pertumbuhan bakteri

a.       Temperature

Bakteri dapat hidup dalam tanah, air ataupun dalam tubuh tanaman dan hewan dalam suhu sekitar 10⁰ C sampai 50⁰ C. Maka, atas dasar kemampuan hidup optimal suhu lingkungannya, bakteri ini dapat digolongkan:

§  Bakteri psikrofil. Bakteri dapat hidup pada suhu yang sangat rendah dibawah beberapa derajat titi beku. Bakteri banyak dijumpai di dalam laut dan tersebar di seluruh dunia (cosmopolitan).

§  Bakteri mesofil. Bakteri yang hidup pada suhu 30⁰ C – 40⁰ C. Biasanya baketri ini pathogen terhadap manusia dan hewan, misalnya gonococcus hidup optimal pada suhu 37⁰ C. apabila rentang temperature batas hidup untuk hidup bagi bakteri itu sempit, misalnya untuk gonococcus, maka bakteri tersebut termasuk jenis stertemik. Sebaliknya apabila rentang hidupnya bias hidup lebar, maka bakteri tersebut termasuk jenis euritermik.

§  Bakteri termofil . bakteri golongan ini dapat hidup optimal pada suhu diatas 45⁰ C – 50⁰ C. Apabila hanya dapat hidup pada suhu tersebut maka dinamakan termofil obligat. 

b.      Oksigen

§  Bakteri aerob, bakteri yang membutuhkan oksigen bebas untuk hidupnya. Dapat dibedakan menjadi:

Obligat aerob, bakteri yang membutuhkan oksigen bebas hanya dalam jumlah skala yang sangat besar.

Fakultatif aerob, bakteri yang masih dapat hidup dalam 1 kondisi oksigen bebas dalam jumlah sedikit. Contonya bakteri nitrit (Nitrosomonas, Nitrosococcus) dan bakteri nitrat (Nitribacter), dengan oksidasi senyawa nitrogen mereka dapat memperoleh energi.

                            _Nitrosomonas

2NH₃ + 3O₂ ------------------> 2HNO₂ + 2H₂O + ENERGI

                              ^Nitobacter

2HNO₂ + 2O₂ ------------------> 2HNO₃ + ENERGI

                              ^Nitrobacter

§  Bakteri anaerob, golongan bakteri yang tidak bisa hidup dalam suasana yang mengandung oksigen bebas. Kabutuhan bakteri akan oksigen untuk proses metabolisme diambil dari oksigen yang terikat dalam senyawa. Bakteri ini dibedakan atas:

Obligat anaerob, bakteri yang hanya dapat hidup dalam lingkungan yang sama seklai tidak ada oksigen. Contonya: bakteri tetanus.

Fakultatif anaerob, bakteri yang masih dapat hidup dalam suasana yang mengandung oksigen hang bebas. Contohnya: Clostridium desulfuricans.

§  Bakteri fermentasi, yaitu bakteri yang melakukan respirasi anaerob dengan menghsailkan alcohol atau senyawa CO₂ dan energi.

c.       Derajat keasaman (pH). Bakteri sangat peka terhadap perbedaan pH lingkungan hidupnyakarena untuk hidupnya dibutuhkan pH tertentu. Umumnya bakteri hidup pada pH yang netral.

d.      Cahaya. Umunya bakteri hanya menyukai keadaan gelap. Pada jenis-jenis tertentu akan mati bila terkena cahaya langsung dari matahari. Beberapa jenis sinar yang dapat membunuh bakteri, misalnya sinar X, dan sinar Ultra Violet.

7.         Peranan Bakteri bagi Kehidupan Manusia

a.       Bakteri yang merugikan manusia

Contoh-contoh bakteri patogen dan penyakit yang ditimbulkannya:

Ø  Neisseria gonorrhoeae, kencing nanah (penyakit kelamin), gonorrho atau penyakit GO.

Ø  Treponema pallidum, sipilis.

Ø  Clostridium tetani, tetanus atau radang kejang.

Ø  Pasteurella pestis, pes atau sampar.

Ø  Bacillus antraxis, antraks.

Ø  Treponema pertenue, patek atau frambosia.

Ø  Neisseria meningtidis, radang selaput otak.

Ø  Vibrio cholera, kolera.

Ø  Salmonella typhosa, tifus.

Ø  Mycobacterium bovis, pathogen pada sapid an lembu.

b.      Bakteri yang menguntungkan manusia

Contoh-contoh bakteri yang menguntukan:

Ø  Rhizobium leguminosorum, terdapat dalam bintil kacang-kacangan.

Ø  Azotobacter chroococcum, bakteri zat lemas.

Ø  Leuconostos dextranicum, berguna untuk memberikan aroma pada keju yang berguna.

Ø  Mycoderma aceti, menghasilkan asam cuka.

Istilah dan Pengertian

1.         Bakteri pathogen: bakteri parasit yang dapat menimbulkan penyakit.

2.         Virulen: bakteri yang sangat ganas dan dapat menimbulkan penyakit yang parah.

3.         Vaksinasi: menyuntikan bakteri bibit penyakit yang telah dilemahkan kedalam tubuh manusia agar kebal terhadap serangan bakteri virulen penyebab penyakit tersebut.

4.         Imunitas: kekebalan dalam tubuh terhadap suatu penyakit.

5.         Substrat: tempat dimana bakteri dapat hidup dan berkembang biak.

6.         Serum: cairan darah tanpa komponen selnya, biasanya mengandung antibodi.

7.         Sterilisasi: membebaskan tiap benda atau substansi dari semua kehidupan mikroorganisme dalam bentuk apapun. Mikroorgamisme damatikan oleh panas, larutan kimia gas (etil oksida, formaldeyhide) disingkirkan secara mekanik oleh sentrifugasi kecepatan tinggi atau sinar ultra violet.

8.         Antibiotika: suatu zat atau senyawa kimia yang dihasilkan mikroorganisme yang dapat mematikan bakteri, misalnya venisilin.

9.         Desinfektans: bahan atau senyawa kimia buatan manusia untuk mematikan mikroorganisme pathogen.

10.     Sepsis: status toksis atau sakit yang disebabkan oleh mikroorganisme yang rusak.

11.     Bakterisida: bahan yang dapat membunuh bakteri misalnya karbol, lisol, dan sublimat.

12.     Antiseptika: bahan-bahan yang mematikan atau menghambat pertumbuhan mikroorganisme, umumnya yang berkontak dengan tubuh tanpa kerusakan jaringan, misalnya merkurokhom dan heksakloroplin.

Sumber:

Sudjadi, Bagod. 2006. BIOLOGI 1A, Sains dalam Kehidupan. Jakarta: Yudhistira.

Irianto, Kus. 1944. BIOLOGI 1a. Bandung: Angkasa.

Syamsuri, Istamar. 2004. BIOLOGI 1 Untuk SMA Kelas X. Jakarta: Erlangga.

Handout Mikrobilologi Pertemuan ke-3