Thiomargarita namibiensis: Bakteri Terbesar di Dunia

Cecep Suryani Sobur Mikrobiologi, Ilmu Dasar Kedokteran, Kedokteran Leave a Comment

Paus biru dikenal sebagai hewan terbesar di dunia saat ini. Di zaman dahulu, ada dinosaurus dan bahkan dari fosil kita mengetahui ada serangga dengan ukuran besar. Lalu bagaimana dengan makhluk hidup bersel satu seperti bakteri? Nah, pada kesempatan kita kali ini kita akan bakteri Thiomargarita namibiensis yang merupakan bakteri terbesar di dunia.

Deskripsi Umum Thiomargarita namibiensis

Thiomargarita namibiensis termasuk ke dalam bakteri gram negatif berbentuk kokoid. Bakteri ini hidup di dasar laut dangkal dan sering disebut “mutiara belerang”. Hal ini dikarenakan di dalam bakteri terdapat banyak granul yang mengandung belerang atau sulfur. Bakteri ini sering ditemukan bersama-sama sebagai koloni yang membentuk untaian seperti tasbih.

Gambar Thiomargarita namibiensis
Gambar Thiomargarita namibiensis

Adapun tempat Thiomargarita namibiensis adalah di pantai negara Namibia, oleh sebab itu bakteri ini dinamai sesuai dengan negara asalnya, Namibia. Bakteri ini ditemukan pertama kali oleh Heide N. Schulz dengan timnya tahun 1997 dari Max Planck Institute for Marine Microbiology, di sedimen dari dasar laut pantai Walvis Bay, Namibia. in the coastal seafloor sediments of Walvis Bay (Namibia). 

Letak negara Namibia
Letak negara Namibia (area dengan warna merah)

Ukuran Umum Bakteri

Untuk ukuran makhluk hidup, ukuran bakteri termasuk yang paling kecil dibandingkan eukariota. Dalam bicara ukuran bakteri atau sel biasanya kita menggunakan ukuran mikrometer atau mikron (μm). Perlu diingat, 1 μm = 0,000001 (10-6 m) atau 0,001 mm (10-3 mm). Sebagai perbandingan:

  • Ukuran virus HIV 0,1 μm
  • Ukuran sel darah merah/eritrosit 6–8 µm
  • Ukuran bakteri E. coli adalah 1–2 μm
  • Ukuran sel hewan rata-rata 10–30 µm
  • Ukuran sel tumbuhan rata-rata 10–100 µm
  • Ukuran diameter rambut manusia sekitar 17–181 μm

Jadi memang sebenarnya ukuran bakteri cukup kecil dibandingkan makhluk hidup lainnya (virus tidak termasuk makhluk hidup). Untuk melihat bagaimana perbandingan relatif secara visual ukuran antar sel, dapat disimak di gambar di bawah ini:

Perbandingan ukuran secara relatif berbagai jenis sel
Perbandingan ukuran secara relatif berbagai jenis sel

Ukuran Thiomargarita namibiensis

Ukuran umum dari Thiomargarita namibiensis adalah antara 0,1–0,3 mm (100–300 μm). Apabila kita bandingkan dengan ukuran bakteri pada umumnya, ukuran bakteri ini tergolong raksasa. Apabila kita bandingkan paus biru, yang merupakan mamalia terbesar di dunia, ukurannya mencapai 30 m. Kalau dibandingkan dengan manusia sekitar 15-20 kali lipat. Tapi Thiomargarita namibiensis ukurannya sampai ratusan kali bakteri pada umumnya. Apabila dibandingkan dengan E. coli, berarti dapat sekitar 50-300 kali lipat.

Kenapa Thiomargarita namibiensis Begitu Besar?

Mungkin pertanyaannya dapat dijawab dengan membalik pertanyaan, kenapa ukuran bakteri dan sel begitu kecil? Hal ini berkaitan karena efisiensi pemenuhan kebutuhan sel. Sel dan makhluk hidup lain memerlukan kebutuhan baik berupa energi dari nutrisi serta menukar zat hasil metabolisme untuk bertahan hidup.

Volume Kecil Lebih Menguntungkan

Proses perolehan nutrisi dan pertukaran zat ini terjadi di permukaan sel dari bakteri. Zat nutrisi dari lingkungan akan masuk melalui proses difusi di seluruh permukaan bakteri. Dengan demikian, luas permukaan bakteri mempengaruhi banyaknya nutrisi yang bisa berdifusi ke dalam bakteri.

Nutrisi masuk melalui proses difusi dari lingkungan melalui permukaan bakteri.
Nutrisi masuk melalui proses difusi dari lingkungan melalui permukaan bakteri.

Setelah masuk ke dalam sel, maka melalui proses difusi juga, molekul nutrisi akan tersebar ke seluruh bagian sel. Seperti ketika kita meneteskan tinta ke dalam gelas, maka memerlukan waktu agar molekul tinta dapat menyebar merata ke seluruh gelas.

Proses penyebaran molekul dalam cairan melalui difusi
Proses penyebaran molekul dalam cairan melalui difusi

Dengan memperhatikan volume dan luas permukaan sel, hal ini menyaratkan bahwa semakin besar volume sel, maka proses difusi akan semakin lama. Semakin besar volume juga tidak sebanding dengan semakin besarnya luas permukaan. Jadi, agar dengan difusi proses penyebaran nutrisi menjadi efisien, maka ukuran yang kecil menjadi lebih efeisien dibandingkan dengan ukuran volume yang lebih besar. Hal ini dapat diperhatikan dari ilustrasi berikut ini.

Bertambahnya diameter menyebabkan kenaikan volume yang tidak sebanding dengan kenaikan luas permukaan.

Dari gambar di atas, apabila diaplikasikan ke ukuran sel, jelas bahwa apabila satu sel membesar diameternya dua kali lipat, maka penambahan luas permukaannya tidak bisa mengimbangi penambahan volume sel tersebut. Artinya, dalam ukuran kemampuan mendapatkan nutrisi secara difusi, maka sel dengan ukuran dua kali lipat menjadi kurang efisien dalam memperoleh nutrisi. Tentu saja terdapat beberapa strategi misalnya dengan adanya sistem transportasi dalam sel serta memperluas permukaan sel dengan vili atau vakuola.

Strategi Thiomargarita namibiensis

Dari penjelasan di atas, jelas bahwa dengan ukuran yang super jumbo, bakteri Thiomargarita namibiensis memiliki relatif kerugian dibandingkan bakeri lain yang lebih kecil. Namun tentu itu apabila tidak ada strategi atau kondisi khusus. Kita tahu bahwa apabila tidak beradaptasi, maka bakteri ini akan punah. Adapun beberapa faktor yang memungkinkan bakteri ini bertahan hidup berkaitan dengan metabolisme dan cara hidup dari bakteri ini.

Thiomargarita namibiensis justru memanfaatkan ukurannya untuk bertahan hidup. Hal ini berkaitan dengan proses metabolisme bakteri ini. Thiomargarita namibiensis merupakan bakteri kemolitotropik, menggunakan nitrat sebagai akseptor elektron terakhir (manusia menggunakan oksigen, lihat proses rantai transpor elektron) dan melakukan oksidasi hidrogen sulfida (H2S) menjadi belerang (S).

H2S biasanya ada di sedimen yang berasal dari sisa ogranisme lain yang mati. Adapun nitrat di laut jumlahnya bervariasi. Oleh sebab itu bakteri ini menyimpan nitrat yang sangat banyak di dalam organel sel yang disebut vakuola. Vakuola Thiomargarita namibiensis sangat banyak dan menyebabkan bakteri ini menjadi bakteri “raksasa”. Dengan memiliki vakuola, setidaknya selain menyimpan banyak cadangan makanan, bakteri ini juga memperluas luas permukaan serapan nutrisi sehingga mengimbangi volume sel yang begitu besar.

Kemampuan menyimpan cadangan makanan dalam jumlah besar ini ternyata sangat vital atau penting bagi Thiomargarita namibiensis untuk bertahan hidup. Kadar nitrat dalam air laut sangat berfluktuasi dan seringkali turun dalam jangka waktu yang lama. Dengan menyimpan nitrat dalam jumlah yang besar, maka bakteri ini dapat bertahan lama apabila dihadapkan dengan kondisi saat kadar nitrat di air laut menjadi turun.

Selain itu, dalam satu individu Thiomargarita namibiensis, terdapat banyak salinan genom. Hal ini untuk mengakali kecepatan reaksi genomik sehingga bentuk bakteri yang besar tidak memperlambat kemampuan bakteri dalam beradaptasi. Analoginya seperti pemerintahan Indonesia dibagi ke dalam banyak pemerintahan daerah. Dengan luas negara dan penduduk yang begitu besar, pembagian ini bermaksud untuk mengurangi beban tanggung jawab dan pekerjaan pemerintah pusat dan meningkatkan efektivitas kerja pemerintahan dalam mengatur negara.

Kesimpulan

Ukuran tubuh ternyata sangat penting dan mempengaruhi kemampuan makhluk hidup agar dapat bertahan hidup secara optimal. Umumnya ukuran makhluk hidup memiliki batasn tertentu namun dalam kondisi khusus, dapat terjadi kondisi dimana satu spesies tertentu dapat memiliki ukuran yang jauh lebih besar dari pada bentuk rata-rata. Hal ini ternyata berkaitan dengan strategi makhluk hidup tersebut untuk bertahan hidup.

Referensi

  1. Giant bacterium carries thousands of genomes. Nature News, 8 May 2008.
  2. Schulz H.N. (2006) The Genus Thiomargarita. In: Dworkin M., Falkow S., Rosenberg E., Schleifer KH., Stackebrandt E. (eds) The Prokaryotes. Springer, New York, NY . https://doi.org/10.1007/0-387-30746-X_47
  3. The largest Bacterium: Scientist discovers new bacterial life form off the African coastMax Planck Institute for Marine Microbiology, 8 April 1999

Tinggalkan Balasan