SEJARAH PERKEMBANGAN MIKROBIOLOGI
A. Perseteruan antar teori dan Perkembangan mikrobiologi dari masa ke masa Sejarah perkembangan Sejarah perkembangan mikrobiologi sebelum ilmu pengetahuan dapat dibagi menjadi empat periode. Periode pertama, dimulai dengan terbukanya rahasia suatu dunia mikroorganisme melalui pengamatan Leeuwenhoek pada tahun 1675. Hal ini menimbulkan rasa ingin tahu di kalangan para ilmuwan mengenai asalmula kehidupan. Namun baru kurang lebih pada pertengahan tahun 1860an, ketika teori generatio spontanea dibuktikan ketidakbenarannya dan prinsip biogenesis diterima, pengetahuan mengenai mikroorganisme tidak lagi bersifat spekulatif semata-mata. Selama periode berikutnya antara tahun 1860 dan tahun 1900, banyak dilakukan penemuan dasar yang penting. Perkembangan teori nutfah panyakit dalam tahun1876, hal ini secara tiba-tiba menimbulkan minat terhadap prosedur laboratoris untuk mengisolasi dan mencirikan
mikroorganisme.
Didalam
periode
ini
ditemukan
banyak
mikroorganisme penyebab penyakit serta metode-metode untuk mencegah dan mendiagnosis serta mengobati penyakit-penyakit tersebut. Penemuan-penemuan di bidang mikrobiologi kedokteran membawa perombakan yang besar dan cepat di dalam praktik kedokteran. Periode terakhir tahun 1910-sekarang ditandai dengan dipergunakannya banyak metode dan peralatan mutakhir, seperti mikroskop elektron dan komputer. Mikrobiologi adalah ilmu yang mempelajari organisme hidup yang berukuran sangat kecil sehingga tidak dapat dilihat dengan mata telanjang melainkan dengan bantuan mikroskop. Organisme yang sangat kecil ini disebut sebagai mikroorganisme, atau kadang-kadang disebut sebagai mikroba, ataupun jasad renik (Anonymous. 2008). 2008). Mikroorganisme yang bermanfaat antara lain: yang menghuni tubuh (flora normal), beberapa mikroorganisme yang terlibat dalam proses fermentasi makanan: pembuatan keju, anggur, yoghurt, tempe/oncom, kecap, dll, produksi penisilin, sebagai agen biokontrol, serta yang berkaitan dengan proses
pengolahan limbah. Mikroorganisma tidak dapat dipisahkan dengan lingkungan biotic maupun lingkungan abiotik dari suatu ekosistem karena berperan sebagai pengurai. Oleh karena itu organisme yang hidup di dalam tanah berperan aktif dalam proses-proses pembusukan, humifikasi dan mineralisasi. Ada juga mikroorganisme tertentu yang dapat mengikat zat lemas (N) dari udara bebas sehungga dapat menyuburkan tanah. Dalam
sejarah
kehidupan,
mikroorganisme
telah
banyak
sekali
memberikan peran sebagai bukti keberadaannya. Mulai dari pembentukan minyak bumi di dasar-dasar samudra sampai proses pembuatan tempe, semuanya merupakan ‘pekerjaan’ mikroorganisme. Bukan Cuma itu, sekarang mikroorganisme telah digunakan dalam pembuatan antibiotika, berbagai bahan makanan, sampai pada teknik rekayasa genetika modern. Begitu banyak dan dominannya peranan mikroorganisme dalam kehidupan ini menjadi salah satu unsur dalam cakupan mikrobiologi (Ali, Iqbal. 2008). Mikroorganisme yang merugikan, antara lain yang sering menyebabkan berbagai penyakit (hewan, tumbuhan, manusia), diantaranya: flu burung dan flu babi yang akhir-akhir ini menggemparkan dunia termasuk Indonesia, yang disebabkan oleh salah satu jenis mikroorganisme yaitu virus. Selain itu, juga terdapat beberapa jenis mikroorganisme yang dapat menyebabkan pencemaran lingkungan. A. Pengertian Mikrobiologi dan Perkembangannya
Mikrobiologi adalah sebuah cabang dari ilmu biologi yang mempelajari mikroorganisme. Objek kajiannya biasanya adalah semua makhluk (hidup) yang perlu dilihat dengan mikroskop, khususnya bakteri, fungi, alga mikroskopik, protozoa, dan Archaea (Anonymous.2009). Virussering juga dimasukkan walaupun sebenarnya ia tidak sepenuhnya dapat dianggap sebagai makhluk hidup. Mikrobiologi berasal dari bahasa Yunani, micros = kecil, bios = hidup dan logos = ilmu. Ilmuwan menyimpulkan bahwa mikroorganisme sudah dikenal lebih kurang 4 juta tahun yang lalu dari senyawa organik kompleks yang terdapat di laut, atau
mungkin dari gumpalan awan yang sangat besar yang mengelilingi bumi. Sebagai makhluk hidup pertama di bumi, mikroorganisme diduga merupakan nenek moyang dari semua makhluk hidup. Beberapa aspek yang dibahas dalam mikrobiologi, antara lain mengkaji tentang: 1
karakteristik sel hidup dan bagaimana mereka melakukan kegiatan
2
karakteristik mikroorganisme, suatu kelompok organisme penting yang
mampu hidup bebas, khususnya bakteri. 3
keanekaragaman dan evolusi, membahas perihal bagaimana dan mengapa
muncul macam-macam mikroorganisme. 4
keberadaan mikroorganisme pada tubuh manusia, hewan dan tumbuhan.
5
peranan mikrobiologi sebagai dasar ilmu pengetahuan biologi
6
bagaimana memahami karakteristik mikroorganisme dapat membantu
dalam memahami proses-proses biologi organisme yang lebih besar termasuk manusia. Secara garis besar mikrobiologi dimulai sejak ditemukannya mikroskop dan menjadi bidang yang sangat penting dalam biologi setelah Louis Pasteur dapat menjelaskan
proses fermentasianggur (wine)
dan
membuat serum rabies.
Perkembangan biologi yang pesat pada abad ke-19 terutama dialami pada bidang ini
dan
memberikan
landasan
bagi
terbukanya
bidang
penting
lain,
yaitu: biokimia. Awal perkembangan ilmu mikrobiologi pada pertengahan abad 19 oleh beberapa ilmuwan dan telah membuktikan bahwa mikroorganisme berasal dari mikroorganisme sebelumnya bukan dari tanaman ataupun hewan yang membusuk. Selanjutnya ilmuwan membuktikan bahwa mikroorganisme bukan berasal dari proses fermentasi tetapi merupakan penyebab proses fermentasi, misalnya buah anggur menjadi minuman yang mengandung alkohol. Ilmuwan juga menemukan bahwa mikroba tertentu menyebabkan penyakit tertentu. Pengetahuan ini merupakan awal pengenalan dan pemahaman akan pentingnya mikroorganisme bagi kesehatan dan kesejahteraan manusia. Awal abad 20 ahli mikrobiologi telah meneliti bahwa mikroorganisme mampu menyebabkan berbagai macam perubahan kimia baik melalui penguraian maupun sintesis senyawa organik yang baru. Hal inilah yang disebut dengan biohemial
divesity atau keaneka ragaman biokimia yang menjadi ciri khas mikroorganisme. Disamping itu, yang penting lainnya adalah mekanisme perubahan kimia oleh mikroorganisme sangat mirip dengan unity in biochemistry yang artinya bahwa proses biokimia pada mikroorganisme adalah sama dengan proses biokimia pada semua makhluk hidup termasuk manusia. Bukti yang lebih baru menunjukkan bahwa informasi genetik pada semua organisme dari mikroba hingga manusia adalah DNA. Pengambilan informasi genetika dari mikrorganisme karena sifatnya sederhana dan perkembangbiakan yang sangat cepat serta adanya berbagai variasi metabolisma. Saat ini mikroorganisme diteliti secara insentif untuk mengetahui dasar fenomena biologi. Mikroorganisme juga merupakan sebagai sumber produk dan proses yang menguntungkan masyarakat, misalnya: alkohol yang dihasilkan melalui proses fermentasi dapat digunakan sebagai sumber energi. Strain-strain dari mikroorganisme yang dihasilkan melalui proses rekayasa genetika dapat diterima. Sekarang insulin yang dibutuhkan manusia dapat diproduksi dalam jumlah tak terhingga oleh bakteri yang telah direkayasa. Mikroorganisme juga mempunyai potensi yang cukup besar untuk membersihkan lingkungan, misalnya: dari tumpukan minyak di lautan dipergunakan sebagai herbisida dan insektisida di bidang pertanian. Hal ini karena mikroorganisme mempunyai kemampuan untuk mendekomposisi/menguraikan senyawa kimia komplek. Kemampuan mikroorganisme yang telah direkayasa untuk tujuan tertentu menjadikan lahan baru dalam mikrobiologi industri yang dikenal dengan bioteknologi. Jika anda membaca tentang mikroorganisme anda akan menghargai, mengagumi mikroorganisme seperti bakteri, alga, protozoa dan virus merupakan organisme yang sering tidak terlihat. Beberapa diantaranya bersifat patogen bagi manusia, hewan maupun tumbuhan. Beberapa dapat menyebabkan lapuknya kayu dan besi. Tetapi banyak diantaranya berperan penting dalam lingkungan sebagai dekomposer. Beberapa diantaranya digunakan dalam menghasilkan (manufacture) substansi yang penting di bidang kesehatan maupun industri makanan (Minasari. 2008).
1. B. Antony Van Leeuwenhoek dan Mikroskopnya Antony van Leeuwenhoek (1632 – 1723) sebenarnya bukan peneliti atau ilmuwan yang profesional. Profesi sebenarnya adalah sebegai wine terster di kota Delf, Belanda. Ia biasa menggunakan kaca pembesar untuk mengamati serat-serat pada kain. Sebenarnya ia bukan orang pertama dalam penggunaan mikroskop, tetapi rasa ingin tahunya yang besar terhadap alam semesta menjadikannya salah seorang penemu mikrobiologi. Leewenhoek menggunakan mikroskopnya yang sangat sederhana untuk mengamati air sungai, air hujan, saliva, feses dan lain sebagainya. Ia tertarik dengan banyaknya benda-benda bergerak tidak terlihat dengan mata biasa. Ia menyebut benda-benda bergerak tadi dengan animalcule yang menurutnya merupakan hewan-hewan yang sangat kecil. Penemuan ini membuatnya lebih antusias dalam mengamati benda-benda tadi dengan lebih meningkatkan fungsi mikroskopnya. Hal ini dilakukan dengan menumpuk lebih banyak lensa dan memasangnya di lempengan perak. Akhirnya Leewenhoek membuat 250 mikroskop yang mampu memperbesar 200 – 300 kali. Leewenhoek
mencatat
dengan
teliti
hasil
pengamatan
tersebut
dan
mengirimkannya ke British Royal Society. Salah satu isi suratnya yang pertama pada tanggal 7 September 1974 ia menggambarkan adanya hewan yang sangat kecil, sekarang dikenal dengan protozoa. Antara tahun 1632 – 1723 ia menulis lebih dari 300 surat yang melaporkan berbagai hasil pengamatannya. Salah satu diantaranya adalah bentuk batang, kokus maupun spiral yang sekarang dikenal dengan bakteri. Penemuan-penemuan tersebut membuat dunia sadar akan adanya bentuk kehidupan yang sangat kecil dan akhirnya melahirkan ilmu mikrobiologi. Penemuan Leewenhoek tentang animalcules menjadi perdebatan dari mana asal animalcules tersebut. Ada dua pendapat, satu mengatakan animacules ada karena proses pembusukan tanaman atau hewan, melalui fermentasi misalnya. Pendapat ini mendukung teori yang mengatakan bahwa makhluk hidup berasal dari proses benda mati melalui abiogenesis. Konsep ini dikenal dengan generatio spontanea.
Kedua
mengatakan
bahwa
animalcules
berasal
darianimalcules sebelumnya seperti halnya organismea tingkat tinggi. Pendapat atau teori ini disebut biogenesis. Mikrobiologi tidak berkembang sampai perdebatan
tersebut
terselesaikan
dengan
dibuktikannya
kebenaran
teori
biogenesis. Pembuktian ini dilakukan berbagai macam eksperimen yang nampaknya sederhana tetapi memerlukan waktu lebih dari 100 tahun (Minasari. 2008). 1. C. Kemenangan Teori Biogenesis Franscesco Redi (1626 – 1697) menunjukkan bahwa ulat yang ada dalam daging busuk adalah larva, yang berasal dari telur lalat, bukan hasil dari generatio spontanea. Bagaimana dengan asal dari mikroorganisme yang hanya bisa dilihat dengan mikroskop? John Needham (1713 – 1781) memasak sepotong daging untuk menghilangkan organisme yang ada dan menempatkannya dalam toples yang terbuka. Akhirnya ia mengamati adanya koloni pada permukaan daging tersebut. Ia menyimpulkan bahwa mikroorganisme terjadi spontan dari daging. Lazarro Spalanzani (1729 – 1799) merebus kaldu daging selama 1 jam dan menempatkannya pada toples yang disegel/ditutup rapat menunjukkan tidak ditemukannya mikroorganisme dalam kaldu tersebut. Jadi eksperimen ini menentang teori abiogenesis. Tetapi Neddham mengatakan bahwa sumber makhluk hidup tadi adalah udara dimana pada percobaan Spalanzani tersebut tidak berinteraksi langsung dengan udara. Hampir 100 tahun setelah percobaan Needham ada 2 peneliti yang mencoba memecahkan kontroversi tentang peran udara. Pada tahun 1836, Franz Schulze melewatkan larutan asam kuat ke dalam tabung tertutup yang berisi daging yang telah dimasak. Tahun 1837, Theodor Schwann mengalirkan udara panas melalui pipa ke dalam tabung tertutup yang berisi kaldu. Keduanya tidak menemukan adanya mikroba sebab mikroba telah mati oleh adanya asam kuat maupun oleh panas. Tetapi para pendukung teori generatio spontanea berpendapat bahwa adanya asam dan panas akan mengubah udara sehingga tidak mendukung pertumbuhan mikroba. Sampai akhirnya tahun 1954 peneliti menyelesaikan
perdebatan tersebut dengan melakukan percobaan menggunakan tabung tertutup berisi kaldu yang telah dipanaskan. Ke dalam tabung tersebut dimasukkan pipa yang sebagiannya diisi dengan kapas dan ujungnya dibiarkan terbuka. Dengan demikian mikroba akan tersaring dan udara tetap bisa masuk. Dengan tidak ditemukannya mikroba akan tersaring dan udara tetap bisa masuk. Dengan tidak ditemukannya mikroba dalam kaldu daging tersebut membuktikan bahwa teori generatio spontanea adalah salah. 1. D. Bukti Teori Biogenesis Pada periode yang sama muncul ilmuwan baru dari Fransis Louis Pasteur (1822 – 1895) seorang ahli kimia yang menaruh perhatian pada mikroorganisme. Oleh karena itu ia tertarik untuk meneliti peran mikroba dalam industri anggur dalam pembuatan alkohol. Salah satu pendukung teori generatio spontanea yang hidup pada masa Louis Pasteur adalah Felix Archimede Pouchet (1800 – 1872). Pada tahun 1859 ia banyak mempublikasikan tulisan yang mendukung abiogenesis. Tetapi
ia
tidak
dapat
membantah
penemuan-penemuan
Pasteur.
Untuk
memastikan pendapatnya, Pasteur melakukan serangkaian eksperimen, ia menggunakan bejana dengan leher panjang dan dibengkokkan yang dikenal dengan leher angsa. Bejana ini diisi dengan kaldu kemudian dipanaskan. Udara dapat dengan bebas melewati tabung atau pipa leher angsa tersebut tetapi tidak ditemukan adanya mikroorganisme di kaldu tadi. Dalam hal ini mikroba beserta debu atau asap akan mengendap pada bagian tabung yang berbentuk U sehingga tidak dapat mencapai kaldu. Ia juga membawa tabung tersebut ke pegunungan Pyrenes dan Alpen. Pasteur menemukan bahwa mikroorganisme terbawa debu oleh udara dan ia menyimpulkan bahwa semakin bersih/murni udara yang masuk ke dalam bejana, semakin sedikit kontaminasi yang terjadi. Pada tanggal 7 April 1864 ia mengatakan bahwa: For I hape kept them and am still keeping from them, that one thing that is above the power of man to make; i have kept from them, the germ that float in the air, i have kept them from file.
Salah satu argumen klasik untuk menantang biogenesis adalah bahwa panas yang digunakan untuk mensterilkan udara atau bahan juga dianggap merusak vital force. Mereka yang mendukung teori abiogenesis berpendapat bahwa tanpa adanya kekuatan vital force tersebutmikroorganisme tidak dapat muncul serta spontan. Untuk merespon argumen tersebut John Tyndall mengatakan udara dapat dengan
mudah dibebaskan
dari
mikroorganisme
dengan
cara
melakukan
pecobaan dengan meletakkan tabung reaksi berisi kaldu steril ke dalam kotaktertutup. Udara dari luar masuk ke dalam kotak melalui pipa yang sudah dibengkokkan membentuk dasar U seperti spiral. Terbukti bahwa meskipun udara luar dapat masuk ke dalam kotak yang berisi tabung dengan kaldu di dalamnya, namun tidak ditemukan adanya mikroba. Hasil percobaan Pasteur dan Tyndall memacu diterimanya konsep biogensis. Selanjutnya Pasteur lebih memfokuskan penelitiannya pada peran mikroba dalam pembuatan anggur dan mikroba yang menyebabkan penyakit. 1. E. Teori Tentang Fermentasi Fermentasi terjadi jika jus anggur kita biarkan. Melalui serangkaian perubahan biokimia, alkohol dan senyawa lain dihasilkan dari anggur tersebut. Salah satu alasan mengapa Pasteur ingin menentang pendapat generatio spontanea adalah keyakinannya bahwa produk fermentasi anggur merupakan hasil mikroorganisme yang ada, bukan fermentasi menghasilkan mikroorganisme sebagaimana yang dipercaya pada waktu tersebut. Pada tahun 1850. Pasteur memecahkan masalah yang timbul dalam industri anggur. Dengan meneliti anggur yang baik dan anggur yang kurang bagus Pasteur menemukan mikroorganisme yang berbeda. Mikroorganisme tertentu mendominasi anggur yang bagus sementara tipe mikroorganisme lain mendominasi anggur yang kurang bagus. Dia menyimpulkan bahwa pemilihan mikroorganisme yang sesuai akan menghasilkan produk yang bagus. Untuk itu dia memusnahkan mikroba yang telah ada dalam sari buah anggur dengan cara memanaskannya. Setelah dingin ke dalam sari buah tersebut diinokulasi
dengan
anggur
yang
berkualitas
baik
yang
mengandung
mikroorganisme yang diinginkan. Hasilnya menunjukkan bahwa anggur yang
dihasilkan memiliki kualitas yang baik dan tidak mengalami perubahan aroma selama disimpan jika sebelumnya dipanasi dulu selama beberapa menit pada 50 – 600 Proses ini dikenal dengan pasteurisasi yang digunakan secara luas di bidang industri
makanan.
Sebelumnya
orang
meningkatkan
produk
fermentasi
melalui trial and error dimana sebelumnya tidak tahu bahwa kualitas produk tergantung pada mikroorganisme tertentu. 1. F. Penyebab Infeksi/Penyakit Disamping membuat revolusi (perubahan besar) dalam bidang industri anggur, Pasteur dan asistennya juga mengemukakan teori baru mengenai penyebab penyakit. Dalam penelitiannya mereka menemukan agen penyebab penyakit serius baik pada hewan maupun manusia. Tetapi sebelum Pasteur telah membuktikan bahwa mikroba merupakan penyebab penyakit, beberapa peneliti membuat argumen yang kuat terhadap teori bakteri penyebab penyakit. Sebelumnya, dalam serajah manusia ada kepercayaan bahwa penyakit itu disebabkan oleh beberapa faktor yang tidak jelas misalnya udara yang jelek, darah yang jelek dan lainlainnya. Pada tahun 1546, Girolamo Fracastolo (1483 – 1553) penyakit dapat disebabkan oleh mikroorganisme, ditularkan dari 1 orang ke orang lain. Sebagian besar informasinya berasal dari percakapannya dengan para pelaut yang baru pulang dari perjalanannya ke luar negeri, dimana mereka menyaksikan penyebaran berbagai penyakit. Lebih dari 200 tahun kemudian Anton von Plenciz (1705 – 1786) mengatakan bahwa tidak hanya makhluk hidup yang merupakan penyebab penyakit tetapi juga agen yang lain merupakan penyebab penyakit yang berbeda. Pada saat yang bersamaan konsep tentang makhluk hidup atau bentuk lain yang menggunakan nutrien mulai diterima. Setelah sukses dengan fermentasinya, Pasteur diminta untuk meneliti penyakit ulat sutra yang merugikan industri di Perancis. Dia menghabiskan waktu 6 tahun untuk membuktikan bahwa mikroorganisme yang disebut dengan protozoa dapat menyebabkan penyakit. Pasteur
juga
menunjukkan
kepada
petani
ulat
sutera
bagaimana
cara
menghilangkan penyakit dengan cara memilih ulat sutera yang bebas penyakit untuk diternakkan. Di Jerman, Robert Koch (1843 – 1910) seorang profesional di bidang kesehatan mendapat hadiah mikroskop dari isterinya untuk hadiah ulang tahunnya yang ke28. Selanjutnya ia mulai meneliti dunia mikroorganisme yang sudah dilihat oleh Pasteur. Pasteur maupun Koch bersama-sama ingin mengetahui penyebab penyakit anthrax yang sangat merugikan peternak sapi dan domba di Eropa. Koch akhirnya menemukan dari darah domba yang telah mati karena anthrax. Dengan sering meninggalkan prakteknya sebagai dokter, Koch membuktikan bahwa bakteri tersebut penyebab anthrax dengan cara memisahkan bakteri untuk bahan tersebut dari bakteri lain yang ada kemudian menginjeksikannya ke dalam tikus yang sehat. Tikus selanjutnya menunjukkan perkembangan menuju anthrax dan bakteri yang diisolasi dari tikus menunjukkan kesamaan bakteri yang berasal dari domba yang sakit sebelumnya. Pada 1876, setelah meneliti selama 6 tahun Koch mengumumkan bahwa dia telah menemukan bakteri penyebab anthrax. Ia juga menyarankan bahwa ternak sakit supaya dibunuh dan dibakar atau dikubur yang dalam, setelah ia mengetahui bahwa spora yang dihasilkan oleh bakteri dapat bertahan hidup selama berbulan-bulan di daerah peternakan. Dengan
penemuan
anthraxnya
Koch
merupakan
orang
pertama
yang
membuktikan mikroba tertentu merupakan agen penyakit tertentu. Selanjutnya Koch dan peneliti lain menemukan bakteri penyebab tuberculosis dan cholera. Perkembangan teknik laboratorium untuk mempelajari mikroorganisme. Koch dan anggotanya banyak memberi kontribusi mengenai teknik-teknik tersebut. Diantaranya adalah prosedur pengecatan bakteri untuk pengamatan dengan mikroskop cahaya. Salah satu kolega Koch adalah Paul Erlich (1854 – 1915) yang melakukan penelitian terhadap spesimen dan menggunakannya untuk mewarnai bakteri termasuk bakteri penyebab tuberkulosis. 1. G. Teknik Biakan Murni Secara kebetulan seorang pria Jerman melihat bahwa koloni yang tumbuh pada kentang yang telah direbus pada akhirnya dapat menemukan jalan untuk memisah
menjadi individu-individu. Caranya: mereka mengembangkan media spesifik untuk menumbuhkan mikroorganisme. Media adalah substansi yang memenuhi kebutuhan nutrisi mikroorganisme. Koch dan koleganya juga menunjukkan senyawa dari alga yang disebut agar dapat membuat media menjadi padat. Richard
J.
Petri
(1852 – 1921)
membuat
piringan
kaca
bertutup
untuk
menempatkan media agar alat tersebut selanjutnya disebut Petri dish yang masih digunakan sampai sekarang. Pada tahun 1892, dengan menggunakan teknik biakan murni Koch dan anggotanya menemukan agen-agen penyebab typus, dipteri, tetanus, pneumonia dan lain sebagainya. Koch mengenalkan penggunaan hewan sebagai model untuk penyakit manusia dengan cara menginjeksikan bakteri ke tubuh mencit, kelinci, babi atau domba. Ia bahkan menempelkan kamera pada mikroskopnya untuk mengambil gambar dan menggunakannya sebagai bukti untuk menghilangkan keraguan. 1. H. Postulat Koch Pada tahun 1880, Koch memanfaatkan kemajuan metode laboratorium dan menentukan kriteria yang diperlukan untuk membuktikan bahwa mikroba spesifik merupakan penyebab penyakit tertentu. Kriteria ini dikenal dengan postulat Koch yaitu: 1
Mikroorganisme tertentu selalu ditemukan berasosiasi dengan penyakit
yang ditimbulkan. 2
Mikroorganisme dapat diisolasi dan ditumbuhkan sebagai biakan murni di
laboratorium 3
Biakan murni tersebut bila diinjeksikan pada hewan yang sesuai dapat
menimbulkan penyakit 4
Mikroorganisme tersebut dapat diisolasi kembali dari hewan yang telah
terinfeksi tersebut Adanya kriteria tersebut menjadi jalan ditemukannya berbagai bakteri penyebab berbagai penyakit dalam waktu yang cukup singkat (kurang dari 30 tahun). Penemuan virus, adanya bakteri yang dapat menimbulkan berbagai penyakit serta
adanya penyakit tertentu yang ditimbulkan oleh lebih dari 1 mikroorganisme memerlukan modifikasi dari postulat Koch. Pada tahun 1892 Dimitri Ivanovski menunjukkan bahwa agen yang menyebabkan penyakit mosaik pada tembakau dapat ditularkan melalui ekstrak tanaman yang sakit. Ekstrak tersebut disaring dengan filter yang ditemukan oleh kawan-kawan Pasteur dimana filter tersebut diketahui dapat menyaring bakteri. Penelitian selanjutnya menunjukkan bahwa agen tersebut mempunyai ukuran yang jauh lebih kecil dari bakteri. Yellow fever merupakan penyakit pertama pada manusia yang diketahui disebabkan oleh virus. Pada tahun 1900 seorang ahli bedah bernama Walter reed (1851 – 1902) dengan menggunakan manusia sebagai volunteer membuktikan bahwa virus tersebut dibawa oleh nyamuk tertentu lainnya membawa protozoa penyebab malari a. Salah satu cara penting untuk mencegah penyakit tersebut adalah menguras air tergenang yang digunakan nyamuk untuk tempat berkembang biak. 1. I. Perkembangan Penyakit Epidemik adalah penyakit tertentu yang menyerang banyak daerah misalnya penyakit bubon yang dikenal dengan penyakit hitam yang mematikan yang disebabkan oleh bakteri terjadi di Eropa selama periode tahun 1347 – 1350. Sepertiga sampai setengah populasi di Eropa meninggal karena penyakit tersebut. Hewan pengerat, terutama tikus, berperan sebagai sumber bakteri basilus dan ditransmisikan/ditularkan ke manusia melalui lalat. Tahun 1917 – 1919 malaria telah membunuh setengah juta penduduk Amerika dan 21 juta manusia di seluruh dunia. Jumlah tersebut mencapai 3 kali jumlah manusia yang terbunuh selama perang dunia I. Jadi mikroba terbukti lebih mematikan dibanding peluru. Dengan pengetahuan bahwa mikroorganisme dapat merupakan penyebab penyakit ilmuwan lebih memusatkan perhatiannya bagaimana cara pencegahan dan therapinya. 1. J. Penemuan Antiseptik
Secara umum septis berarti efek toksis dari mikroorganisme penyebab penyakit pada tubuh selama infeksi. Antiseptik; ukuran-ukuran yang menghentikan efek tersebut dengan pencegahan infeksi. Oliver Weldell Holmes (1809-1894) seorang dokter Amerika pada tahun 1843 menekankan bahwa penyakit demam pada wanita bersifat menular. Oleh karena itu ditularkan dari satu wanita lain melalui tangan dokter. Tahun 1846 seorang dokter dari Hungaria, Ignaz Philipp Semmelweiz menemukan penggunaan klorin sebagai desinfektan untuk tangan dokter. Pada tahun 1860 ahli bedah dari Inggris, Joseph Lister menemukan asam karbol atau phenol dapat digunakan untuk membunuh bakteri. Lister menggunakan larutan ini untuk merendam alat-alat bedah dan menyemprot ruangan operasi. Cara tersebut demikian sukses untuk mengatasi infeksi setelah operasi yang sebelumnya menyebabkan kematian 45% dari pasiennya. Cara tersebut segera dapat diterima dan dilakukan oleh ahli bedah yang lain. Penemuan tersebut merupakan hari penemuan teknik aseptik untuk mencegah infeksi. Sekarang ini berbagai macam senyawa kimia dan alat fisik lain dapat mengurangi mikroorganisme di ruang operasi, ruangan untuk bayi prematur dan ruangan tempat memasukkan obat ke dalam kontainer yang steril. 1. K. Imunisasi Tahun 1880, Pasteur menggunakan teknik dari Konch untuk mengisolasi dan membiakkan bakteri yang menyebabkan kolera pada ayam. Untuk membuktikan penemuannya, Pasteur membuat demonstrasi di hadapan publik tentang percobaannya yang telah dilakukan berulang kali di laboratorium. Dia menginjeksikan biakan bakteri kolera pada ayam sehat dan menunggunya sampai ayam tersebut menunjukkan gejala penyakit. Akan tetapi hasilnya membuat Pasteur mendapat malu karena ayamnya tetap hidup dan sehat. Pasteur kemudian mengevaluasi langkah-langkah yang menyebabkan demonstrasi tersebut gagal. Dia menemukan bahwa secara kebetulan dia menggunakan biakan tua seperti yang telah dilakukan sebelumnya, dan satu kelompok adalah ayam yang tidak pernah diinokulasi. Selanjutnya kedua kelompok ayam tersebut diinjeksi dengan
biakan segar. Hasilnya, kelompok ayam yang kedua mati sedang kelompok ayam pertama tetap sehat. Hal ini mebuatnya bingung, tetapi Pasteur segara menemukan jawabannya. Pasteur menemukan bahwa, bakteri jika dibiarkan tumbuh menjadi biakan tua menjadi avirulen yaitu kehilangan virulensinya atau kemampuan untuk menyebakan penyakit. Tetapi bakteri avirulen ini masih dapat menstimulasikan sesuatu dalam tubuh host dan pada infeksi berikutnya menjadi imun atau tahan terhadap penyakit. Pasteur selanjutnya menerapkan prinsip imunisasi untuk mencegah anthrax. Pasteur menyebutkan bakteri yang telah avirulen tersebut dengan vaccine dari bahasa latin ”vacca” artinya sapi dan imunisasi dengan biakan tersebut dikenal dengan vaksinasi. Dengan vaksinasi tersebut Pasteur mengenali mengetahui hasil kerja sebelumnya oleh Edward Jenner (1823-1949) yang telah sukses memvaksinasikan para pekerjanya di peternakan yang telah terkena cowpox dari ternak sapinya tetapi tidak pernah berkembang menjadi serius. Jenner menduga bahwa menghadapi cawpox akan mencegahnya dari serangan smallpox. Untuk membuktikan hipotesisnya Jenner menginokulasi pendapat dari James Philips pertama dengan materi yang menyebabkan cowpox yang diambil dari luka, kemudian dari agen smallpox. Anak laki-laki tersebut tidak menununjukkan gejala smallpox. Nama Pasteur selanjutnya dikenal dimana-mana banyak orang dianggap sebagai peneliti tentang mikroorganisme yang ajaib. Untuk itu ia diminta membuat vaccin pencegah hidrofobia atau rabies, penyakit yang ditularkan ke manusia melalui gigitan anjing, kucing atau hewan yang terinfeksi lainnya. Pasteur adalah seorang ahli kimia, bukan dokter dan Pasteur tidak biasa memperlakukan manusia. Disamping kenyataan bahwa penyebab penyakit rabies belum diketahui, tetapi Pasteur mempunyai keyakinan yang kuat bahwa itu adalah mikroorganisme. Ia dapat membuat kelinci terkena penyakit setelah diinokulasi dengan saliva anjing. Selanjutnya Pasteur dan asistennya mengambil otak dan tulangbelakang kelinci tersebut dan menginginkannya dan membuatnya menjadi larutan. Anjing yang diinokulasi dengan campuran tersebut dapat terhindar dari rabies. Akan tetapi vaksinasi terhadap anjing sangat berbeda dengan manusia. Pada bulan Juli 1885,
seorang anak laki-laki bernama Joseph Meister digigit oleh serigala dan keluarganya membujuk Pasteur untuk menginokulasi anak tersebut Kekawatiran Pasteur dan orang-orang menjadi berkurang setelah anak laki-laki tersebut tidak mati. Selanjutnya Pasteur menjadi terkenal dan memperoleh banyak dana yang kemudian digunakan untuk mendirikan Institute Pasteur di Paris yang sangat terkenal (Minasari. 2008). 1. L. Penemuan-Penemuan Berharga Para Tokoh Mikrobiologi Pada sekitar periode ketiga banyak sekali ditemukan penemuan-penemuan dalam bidang mikrobiologi, diantaranya: 1. Gram (1844) menemukan sistem pewarnaan bakteri, sehingga bakteri terbagi menjadi dua kelompok besar, yakni gram positif dan grram negatif; 2. Chamberland (1887) menemukan bahan dengan sistem saringan atau filter secara fisik; 3. Spencer (1851) menemukan penyakit kolera; 4. Lord Lister (1854) menggunakan semprotan asam karbolat pada luka selama berlangsungnya pembedahan; 5. Hansen (1874) menemukan kuman lepra; 6. Neisser (1879) menemukan kuman gonokokus; 7. Ogston (1881) menemukan stafilokokus; 8. Nicolaier (1884) mengamati kuman tetanus pada nanah; 9. Fraenkel (1886) menemukan kuman pneumokkokus; 10. Schaudin dan Hoffman manamukan kuman spiroketa sifilis 11. Roux dan Yersin (1888) menjelaskan mekanisme dari patogenis difteri setelah menemukan toksin bakteri. 12. Welch (1894) menemukan penyakit tifus; 13. Loeffler dan Frosch (1898) mengamati bahwa penyakit kuku dan mulut pada ternak disebabkan oleh mikroba yang dapat melewati saringan kuman, yakni virus;
14. Landsteiner dan Popper (1909) menyatakan bahwa poliomeilitis disebabkan oleh mikroba yang dapat melewati saringan kuman, yakni virus; 15. Mc Coy (1910) menemukan penyakit difteri (Waluyo. 2005). 1. M. Chemoterapi Chemoterapi telah dilakukan selama ratusan tahun. Misalnya; merkuri telah digunakan untuk mengobati sifilis pada tahun 1495 dan kulit kayu pohon kina (cinchona) digunakan untuk mengobati malaria. Orang tahu bahwa tumbuhan berperan sebagai bahan untuk chemoterapi. Paul Erlich melalui chemoterapi modern dengan membuat senyawa kimia yang dapat membunuh mikroba spesifik penyebab sifilis. Untuk penemuan tersebut ia mendapat Nobel tahun 1908. Alexander Fleming (1881 – 1955) menemukan penicilin, senyawa kimia yang dihasilkan mikroorganisme jamur Penicellium notatum. Fleming menduga bahwa jamur tersebut menghasilkan sesuatu yang menghambatpertumbuhan bakteri. Tulisannya mengenai hal tersebut tidak mendapat perhatian sampai 10 tahun kemudian saat peneliti dari Universitas Oxford
mencoba
menemukan
senyawa
antibakteri
yang
berasal
dari
mikroorganisme. Sebagian dari riset ini untuk mengobati korban perang dunia kedua dan penyakit ternak. Peneliti yang dipimpin oleh Howard W. Florey dan Ernest Chain melakukan pengobatan dengan penicilin yang hasilnya sangat memuaskan. Penicilin selanjutnya dianggap sebagai obat mujarab. Florey, Chain, dan Fleming mendapat Nobel untuk penemuan tersebut. Dalam perkembangannya mikrobiologi juga ditandai dengan beberapa hadiah nobel dalam bidang mikrobiologi. Hal ini dapat dilihat dari tabel berikut ini. Tahun
Penemu
Hal yang ditemukan
1913
Rickkets
Anafilaksis
Bordet
Imunologi
Nicolle
Demam tikus
1919
1928
Landsteiner
Golongan darah
1930
Domagk
Sulfonamida
1939
Fleming, Florey, dan Chain
Penisilin
1945
Theiler
Vaksin demam kuning
1951
Waksman
Streptomisin
1952
Ender
Biakan sel virus polio
1954
Lederberg, Tatum, dan Beadle
Genetika
1958
Ochoa Kornberg
ARN
1959
Burnet, dan Medawar
Struktur imunologi
1960
Watson, dan Crick
Kode genetika, struktur ADN
1961
Jacob, Monod, dan Lwoff
Episom Genetik dan profaga
1965
Rous
Virus penyebab kanker
1966
Nirenberg, Holley, dan Khuranna
Sintesis ADN
1968
Dulbeco, Luria, dan Delbruck
Genetika, mutasi
1969
Porter dan Edelman
Struktur imunoglobulin
1972
Christian
Lisosom
1974
Dulbeco, Baltimore, dan Teonin
Genetika dan mutasi
1975
Gajdusck, dan Blumberg
Virus lambat dan antigen Australia
1976
Rosalyn Yalow
Radioimmunoassay
1977
Arber, Nathans, dan Smith
Enzim pembatas
1978
Barbara Mc Clintosh
Unsur genetika yang dapat berpin
1983
Niele Jerne dan George Koehler
pindah
1984
Tonegawa Susuma
Antibodimonoklonal
1987
Terjadinya imunoglobin
(Sumber: Waluyo. 2005) 1. N. Perjalanan Panjang Sejarah Perkembangan Mikrobiologi dan Perseteruan yang menyeliputinya
keanekaraga
Dalam perkembangannya, mikrobiologi terdapat banyak perselisisihan paham antara penganut paham teori abiogenesis dan biogenesis. Dan dengan semakin berkembangnya mikrobiologi maka dari pemahaman abiogenesis yang sudah mendarah daging dapat tergantikan oleh biogenesis yang sejalan dengan fakta dari peneletian yang ada. Selain itu, penemuan-penemuan beberapa tokoh juga ikut andil dalam perkembangan mikrobiologi hingga saat ini.
Sesungguhnya Allah tidak merobah keadaan sesuatu kaum sehingga mereka merobah keadaan yang ada pada diri mereka sendiri (Ar-ra’d: 11).
Dan bahwasanya seorang manusia tiada memperoleh selain apa yang telah diusahakannya,
dan
bahwasanya
usaha
itu
kelak
akan
diperlihat
(kepadanya). Kemudian akan diberi balasan kepadanya dengan balasan yang paling sempurna (An-Najm: 39-42) Dengan melihat dua ayat di atas kita dapat melihat usaha-usaha para tokoh dalam bidang mikrobiologi yang berusaha sedemikian gigihnya sehingga mendapatkan sesuatu yang dia usahakan sedemikian kerasnya. Bahkan dengan kegigihan para tokoh mereka dapat merubah pemahaman orang yang salah tentang pemahaman teori abiogenesis ke teori biogenesis yang rasional dan sesuai dengan fakta penelitian yang ada. Sebagai orang muslim yang diberi kemampuan berfikir kita seharusnya juga selalu berusaha membuat suatu perubahan atau mendapatkan penemuan penemuan lain di bidang mikrobiologi khususnya. Kesimpulan
Kesimpulan dari makalah ini adalah: Perkembangan mikrobiologi dari sejak peertama kali ditemukannya mikroba sampai dengan saat ini merupakan perjalanan yang sangat panjang. Dalam perkembangannya terjadi pertemmpuran sengit antar teori hingga mencapai titik temu yang dapat disepakati bersama. Selain itu dunia mikrobiologi juga turut andil dalam kehidupan masyarakat dalam berbagai bidang. Daftar Pustaka
Anonymous. 2009. Mikrobiologi. http://id.wikipedia.org/mikrobiologi. diakses tanggal 15 September 2009 Anonymous. 2008. Sejarah Perkembangan Mikrobiologi. http://www.ubb.ac.id/. diakses tanggal 10 September 2009 Waluyo. Lud. 2005. Mikrobiologi Umum. UMM Press. Malang Minasari
dan
Lista
Unita
Rasyid.
2008. Mikrobiologi
Final. http://pdfstack.com/download. diakses tanggal 15 September 2009
Umum
