Materi 6 Ekologi Mikroba

EKOLOGI MIKROBAPertemuan ke-6 Mikrobiologi Pertanian(AET 209)

Bidang yang erat terkait dan seringkali dipersepsikan sama dengan mikrobiologi lingkungan yaitu: EKOLOGI MIKROBA

Ekologi mikroba yaitu Ilmu yang mempelajari antara hubungan timbal balik (interaksi dan interdependensi) antara mikrorganisme dengan lingkungannya baik lingkungan biotik maupun abiotik.

Kebanyakan mikroorganisme bermanfaat atau berbahayaTanpa bakteri, kehidupan tidak akan pernah ada ! - Fiksasi Nitrogen - Siklus Karbon - Siklus Sulfur & Fosfor

Habitat MikrobaLingkungan Terestrial/Daratan Termasuk tanah dan tanaman Pada habitat tanah, kebanyakan pertumbuhan mikroba terjadi di permukaan partikel tanah (rhizosfer) Faktor utama yang mempengarunhi aktifitas mikroba di dalam tanah adalah ketersediaan air.2. Lingkungan Air Contoh: danau, kolam, dan sungai Alga yang mengambang pada permukaan air: phytoplankton Alga yang menempel pada dasar air: alga bentos

SIKLUS KARBON

SIKLUS NITROGEN

SIKLUS SULFUR

JENIS INTERAKSI BIOLOGI PADA MIKROBAInteraksi yang terjadi pada mikroorganisme berlangsung antaraMikroorganisme >< mikroorganismeMikroorganisme >< tumbuhan Mikroorganisme >< hewan Mikroorganisme >< manusia

Inang menyediakan lingkungan yang stabil (T, pH, tekanan osmosis, kelembaban dll) dan nutrien yang cukup bagi kehidupan mikroba.Mikroba pada rumen sapiMikroba dalam mulut manusia

KARAKTERISTIK DALAM INTERAKSI MIKROBA Interaksi bersifat dinamisKemampuan tumbuh mikroba sesuai dengan kondisi lingkungan yang mendukung pertumbuhannyaBeberapa mikroba dapat tumbuh pada inang juga mampu hidup bebas di lingkungan. Dalam banyak kasus, kondisi fisiologis yang dibutuhkan pada dua keadaan ini sangat berbeda. Mikroba harus mempunyai cara untuk mendeteksi apakah bisa berinteraksi dengan inangMikroba harus bereaksi terhadap keberadaan /ketiadaan inang melalui perubahan dari ekspresi gen tertentu

KARAKTERISTIK DALAM INTERAKSI MIKROBA Mikroba harus hati-hati dalam memilih inang yang tepatMikroba harus mampu melakukan kolonisasi pada inang dan mikroba harus bisa mendapatkan senyawa pertumbuhan yang diperlukan selama interaksinyaMikroba harus mempunyai mekanisme untuk mampu memenangkan upaya pertahanan diri dari inang sehingga mikroba tetap bisa mempertahankan kolonisasinya.

Sebagian besar mikroorganisme ditemukan di alam tidak dalam bentuk tunggal, tetapi dalam bentuk populasi di dalam komunitas. Interaksi sangat berarti pada beberapa populasi yang ada dalam komunitas. Interaksi yang terjadi bisa bersifat positif ataupun negatif Masing-masing mikroorganisme mempunyai pengaruh terhadap lingkungannyaMikroba yang tumbuh pada air yang tercemarMikroorganisme fotosintetik di perairan Mikroba pada tanaman tomatMikroba tanahMikroba pada rumen sapiMikroba pada rongga mulut manusia

Interaksi Mikroba dengan Tanaman/Mikroba

Interaksi mikroba dalam tanah memegang peranan kunci dalam mengendalikan penyakit secara biologis, pembusukan bahan-bahan organik, dan daur bahan-bahan makanan pokok untuk tanaman.

Peran Mikroba pada Tanaman

JENIS-JENIS INTERAKSI MIKROBA DENGAN TANAMAN/MIKROBA

1. Simbiosis2. Komensalisme3. Amensalisme / Antibiosisme /Antagonisme4. Mutualisme5. Parasitisme6. Predasi7. Kompetisi8. Netralisme

SimbiosisSuatu interaksi yang stabil antara dua jenisorganisme dimana terjadi asosiasi ataukontak fisik yang erat tanpamemperhatikan dampaknya pada masingmasing pihak

KomensalismeSuatu interaksi yang stabil dimana satu pihak mendapat keuntungan dari prosesinteraksi, sementara pihak lain tidakmendapat keuntungan namun juga tidakdirugikan

Contoh : anggrek dengan pohon yang ditumpanginya

ParasitismeSuatu interaksi yang menghasilkan asosiasidimana satu pihak diuntungkan, sementarapihak lain (inang) dirugikan (dirusak) karenaparasit mengambil makanan dari inang.

Contoh : benalu dengan pohon inangnya

Amensalisme / Antibiosisme /AntagonismeSuatu interaksi antagonis (penghambatan atau penghentian pertumbuhan dari satuorganisme terhadap yang lain melalui senyawa metabolit yang dihasilkan berupa antibiotik.

PredasiSuatu bentuk interaksi pemangsaan antarapemangsa (predator) dengan mangsa

KompetisiSuatu interaksi persaingan terhadap sumber daya (nutrien, oksigen, cahaya,ruang) yang ketersediaannya terbatasdibutuhkan secara bersamaan dalamsebuah 'niche'

Netralisme Hubungan tidak saling menggangguantara organisme dalam satu habitat yangsama.

Masing-masing hidup dengan tidak mengganggu satu dengan lainnya.

INTERAKSI MIKROBA DENGAN AKAR TANAMAN Akar tanaman secara langsung berinteraksidengan mikroorganisme di dalam tanah.

Interaksi ini ada yang menguntungkan dan ada yang merugikan.

Interaksi yang menguntungkan dapatbermanfaat sebagai biofertilizer

Interaksi yang menguntungkanAntara lain :- Cendawan Mikoriza dengan akar tanaman

- Bakteri Rhizobium dengan akartanaman leguminosae

Bakteri Rhizobium Merupakan kelompok bakteri yang mempunyaikemampuan sebagai penyedia hara bagiTanaman

Bakteri hanya bisa memfiksasi nitrogenatmosfer bila berada di dalam bintil akar mitralegumnya

Bintil akar yang efektif : bagian dalamberwarna merah (pigmen leghemoglobin)

Bakteri Rhizobium

Proses : Infeksi penetrasi pembentukan benang infeksi pembentukan bakteroid pembentukan bintil akar

Rhizobium-legume mutualism(food for food)Tanaman memberikan gula kepada Rhizobium

Bakteri Rhizobium memfiksasi nitrogen dan mengirimkannya ke akar tanaman.

Cendawan MikorizaMikoriza adalah struktur sistem perakaran yang terbentuk karena adanya cendawan yang bersimbiosis (umumnya menguntungkan) dengan sistem akar tanaman.

Tipe MikorizaEktomikorhiza : hidup antara jamur dengan tanaman, apabila hifanya tidak menembus ke dalam akar tetapi hanya pada sampai lapisan epidermis.

Endomikorhiza (CMA): hidup antara jamur dengan tanaman, apabila hifanya dapat menembus sampai ke dalam (korteks).

Peranan mikoriza pada tanaman1. Membantu penyerapan air dan hara (fosfat)2. Membantu transfer hara, asimilasi karbon, dan fitohormon3. Membantu pertumbuhan awal bibit4. Meningkatkan daya hidup-transplanting- dan kualitas bibit5. Mengefisiensikan pemupukan

Peranan terhadap lingkungan1. Membantu ketahanan atau toleransi bibit terhadap logam berat, kekeringan, salinitas, dan tanah miskin2. Melindungi akar terhadap serangan patogen tanah3. Memperbaiki struktur tanah (aerasi dan drainase)4. Sebagai agens bio remediasi5. Sebagai bio indikator kualitas lingkungan

Tanaman dengan tanpa Mikoriza (kiri) dan dengan Mikoriza (kanan)

Interaksi yang merugikanMikroorganisme yang bersifat parasit pada tanaman, yang disebut patogen tanaman

Menyebabkan berbagai penyakit pada tanaman

INTERAKSI MIKROBA DENGAN PERMUKAAN TANAMAN Batang, daun dan buah tanaman merupakan habitat yang sesuai bagi beberapa mikroba seperti cendawan, yeast, alga, cyanobacteria, heterotropik dan lumut kerak (lichens)

Mikroba yang tumbuh pada permukaan tanaman disebut epifit.

Lumut kerak (Lichen/Lichenes)adalah suatu organisme majemuk yang merupakan hasil simbiosis erat dari cendawan dengan mitra fotosintetik, yang dapat berupa alga hijau (biasanya Trebouxia) atau sianobakteri (biasanya Nostoc).

Kerja sama ini demikian eratnya sehingga morfologinya pun berbeda dari komponen simbiotiknya.

Jamur pada liken memperoleh makanan dari hasil fotosintesis algae, dan memperoleh air atau mineral dari jamur.

Inilah yang menunjukan adanya simbiosis antara jamur dan algae.

Usnea barbataParmelia acetubulum

Terima Kasih