Kilas Sejarah Mikrobiologi

Ilmu ilmiah tentang mikrobiologi hanya 200 tahun yang lalu, kemudian penemuan terbaru tentang DNA Mycobacterium tuberculosis pada mumi Mesir yang berusia 3000 tahun mengingatkan kita bahwa mikroorganisme sudah ada disekeliling kita sejak lama. Faktanya nenek moyang bakteri merupakan kehidupan sel yang pertama muncul di muka bumi. Meskipun kita tahu relatif sedikit bahwa apa yang orang-orang sebelumnya pikirkan mengenai sebab akibat, penularan, penanganan wabah, sejarah beberapa ratus tahun yang lalu sudah diketahui dengan jelas.

Observasi Pertama

Satu penemuan paling penting dalam sejarah biologi terjadi pada tahun 1665 dengan bantuan mikroskop yang relatif sederhana. Setelah mengamati irisan tipis sumbat gabus, seorang berkebangsaan Inggris, Robert Hooke, melaporkan pada dunia bahwa struktur kehidupan terkecil adalah “kotak kecil,” atau “sel,” seperti yang dia sebutkan. Menggunakan mikroskop yang sudah Dia tingkatkan sendiri (menggunakan dua set lensa), Hooke mampu melihat sebuah sel. Penemuan Hooke menandai awal teori sel—teori bahwa semua bentuk kehidupan tersusun atas sel. Investigasi lanjutan menuju struktur dan fungsi dari sel kemudian didasarkan pada teori ini.

Mikroskop Hooke dulunya mampu menampilkan sel besar, kekurangan akan resolusi yang memungkinkannya untuk melihat mikroba dengan lebih jelas. Pedagang berkebangsaan Belanda dan ilmuwan amatir Anton van Leeuwenhoek mungkin merupakan orang pertama yang mengamati mikroorganisme hidup melalui lensa pembesar dari lebih 400 mikroskop yang ia buat. Antara tahun 1673 dan 1723, Dia menulis serangkaian surat kepada Perkumpulan Kerajaan London menjelaskan “molekul hewan” yang dilihatnya melalui mikroskop berlensa tunggalnya. Van Leeuwenhoek membuat gambaran jelas tentang “molekul hewan” pada air hujan, kotorannya sendiri, dan bahan yang ditemukan di giginya. Gambar ini kemudian teridentifikasi sebagai bakteri dan protozoa.

Debat Dalam Teori Generasi Spontan

Setelah Van Leeuwenhoek menemukan dunia mikroorganisme yang sebelumnya “tidak terlihat”, komunitas ilmuwan saat itu menjadi tertarik akan asal dari mahluk hidup kecil ini. Hingga pertengahan kedua abad sembilan belas, banyak ilmuwan dan filsuf meyakini bahwa beberapa bentuk kehidupan dapat muncul secara tiba-tiba (spontan) dari benda yang tidak hidup; mereka menyebut ini sebagai proses hipotesis generasi spontan. Tidak banyak dari lebih 100 tahun yang lalu, orang-orang umumnya percaya bahwa kodok, ular dan tikus lahir dari tanah yang lembap; lalat timbul dari pupuk; dan belatung, larva dari lalat, lahir dari bangkai yang membusuk.

Bukti Pro dan Kontra

Musuh besar teori generasi spontan, dokter berkebangsaan Italia Fransisco Redi pada tahun 1668 (bahkan sebelum Van Leeuwenhoek menemukan kehidupan mikroskopis) memperagakan bahwa belatung tidak muncul secara tiba-tiba dari bangkai yang membusuk. Redi mengisi dua toples dengan daging yang membusuk . Toples pertama dibiarkan tidak tertutup; lalat hinggap dan meletakkan telurnya pada daging dan telur tumbuh menjadi larva. Toples kedua ditutup, dan karena lalat tidak bisa meletakkan telurnya pada daging, tidak ada belatung yang muncul. Tetap saja, lawan Redi belum yakin; mereka mengklaim bahwa udara segar dibutuhkan untuk generasi spontan. Jadi Redi menyiapkan eksperimen kedua, dengan cara menutup toples dengan kain kasa selain menutupnya. Tidak ada larva yang muncul dalam toples berpenutup kain kasa, bahkan udara pun dapat masuk. Belatung hanya muncul pada saat lalat dibiarkan masuk untuk bertelur pada daging.

Hasil percobaan Redi merupakan serangan serius pada kepercayaan yang telah lama dipertahankan bahwa bentuk kehidupan besar dapat muncul dari yang tidak hidup. Bagaimanapun juga banyak ilmuwan yang masih mempercayai bahwa organisme kecil, seperti “molekul hewan” van Leeuwenhoek, cukup sederhana untuk dibangkitkan dari benda tak hidup.

Kasus generasi spontan tentang mikroorganisme mulai menguat pada tahun 1745, ketika John Needham, seorang berkebangsaan Inggris, menemukan bahwa bahkan setelah dia memanaskan cairan nutrisi (kaldu ayam dan kaldu jagung) sebelum menuangkannya ke dalam labu tertutup, cairan yang mulai dingin akan dipenuhi mikroorganisme. Needham mengklaim bahwa mikroba tumbuh secara tiba-tiba dari cairan. Dua puluh tahun kemudian, Lazzaro Spallanzani, seorang ilmuwan berkebangsaan Italia, mengusulkan bahwa mikroorganisme dari udara mungkin saja masuk pada cairan Needham setelah dipanaskan. Spallanzani menunjukkan bahwa cairan nutrisi dipanaskan setelah ditutup dalam labu tidak menumbuhkan mikroba.Jawaban Needham dengan mengkalim “sumber tenaga untuk hidup” yang diperlukan untuk generasi spontan telah dihancurkan oleh panas dan tetap di luar labu dihalangi oleh tutupnya.

“Kekuatan untuk hidup” yang sulit dijelaskan ini memberikan kepercayaan lebih sesaat setelah eksperimen Spallanzani, saat Anton Laurent Lavoisier menunjukkan pentingnya oksigen untuk kehidupan. Pengamatan Spalllanzani dijatuhkan bahwa oksigen tidak cukup dalam labu untuk mendukung kehidupan mikrobia.

Teori Biogenesis

Isu tersebut belum terpecahkan pada tahun 1858, ilmuwan berkebangsaan Jerman Rudolf Virchow menantang kasus generasi spontan dengan konsep biogenesis, mengklaim bahwa sel hidup hanya dapat muncul dari sel hidup yang sudah ada sebelumnya. Argumen tentang generasi spontan berlanjut hingga tahun 1861, ketika isu tersebut dipecahkan oleh ilmuwan berkebangsaan Prancis Louis Pasteur.

Dengan serangkaian eksperimen yang cerdas dan meyakinkan, Pasteur endemonstrasikan bahwa mikroorganisme hadir di udara dan dapat mengkontaminasi larutan yang steril, namun udara itu sendiri tidak mampu untuk menciptakan mikroba. Dia mengisi beberapa labu berleher pendek dengan kaldu sapi dan kemudian memanaskan isinya. Beberapa hari kemudian, labu tersebut terkontaminasi oleh mikroba. Beberapa dibiarkan terbuka dan menjadi dingin. Labu lainnya, ditutup setelah dipanaskan, bebas dari mikroorganisme. Dengan hasil eksperimen ini, Pasteur beralasan bahwa mikroba di udara merupakan agen yang bertanggung jawab dalam kontaminasi bahan tidak hidup seperti kaldu dalam labu Needham.

Pasteur kemudian menempatkan kaldu dalam labu berleher panjang,  ujung terbuka dan membengkokkan lehernya berbentuk kurva-S. Isi dari labu ini kemudian dipanaskan dan didinginkan. Kaldu dalam labu tidak membusuk dan tidak menunjukkan tanda-tanda kehidupan, bahkan setelah berbulan-bulan. Desain unik Pasteur membuat udara dapat masuk ke dalam labu, namun bengkokan leher tersebut memerangkap semua mikroorganisme yang melayang di udara yang bisa melakukan kontaminasi pada kaldu. (Beberapa bejana asli ini masih ditampilkan di Institut Pasteur di Paris. Labu ini telah ditutup, namun labu tersebut tidak menunjukkan tanda kontaminasi lebih dari 100 tahun kemudian.)

Pasteur menunjukkan bahwa mikroorganisme dapat hadir di bahan yang tidak hidup—padatan, cairan, dan di udara. Terlebih lagi dia mendemosntrasikan secara konklusif bahwa kehidupan mikrobia dapat dihancurkan dengan panas dan metode dapat ditemukan untuk menangkal akses mikroorganisme yang melayang di udara menuju ke lingkungan yang mengandung nutrien. Penemuan ini membentuk teknik aseptik dasar, teknik yang mencegah kontaminasi dari mikroorganisme yang tidak diinginkan,  yang sekarang menjadi perlakuan standar di laboratorium dan banyak prosedur medis. Teknik aseptik modern menjadi syarat utama dan hal yang paling penting yang memulai pembelajaran ahli mikrobiologi.

Pekerjaan Pasteur menyediakan bukti bahwa mikroorganisme tidak dapat dilahirkan dari kekuatan mistis yang hadir pada bahan yang tidak hidup. Selain itu, kemunculan kehidupan yang “spontan” pada larutan yang tidak hidup dapat berkaitan dengan mikroorganisme yang sudah hadir di udara atau di dalam cairan itu sendiri. Ilmuwan sekarang mempercayaibahwa bentuk generasi spontan mungkin saja terjadi saat Bumi primitif ketika kehidupan pertama dimulai, namun mereka setuju bahwa hal tersebut tidak terjadi pada kondisi lingkungan sekarang ini.

Tahun Keemasan Mikrobiologi

Untuk kira-kira 60 tahun, permulaan kerja Pasteur, ada ledakan penemuan-penemuan dalam mikrobiologi. Periode antara tahun 1857 hingga 1914 sewajarnya dinamakan Tahun Keemasan Mikrobiologi. Selama periode ini, kemajuan pesat, berujung tombak Pasteur dan Robert Koch, menuju penetapan mikrobiologi sebagai ilmu ilmiah. Penemuan selama tahun tersebut termasuk kedua agen penyakit dan peran imunitas dalam mencegah dan menangani penyakit. Selama periode prduktif ini, ahli mikrobiologi belajar tentang aktivitas kimia dari mikroorganisme, meningkatkan teknik mikroskopi dan menumbuhkan mikroorganisme, dan vaksin yang dikembangkan dan teknik pembedahan. Beberapa kejadian besar tejadi selama Masa Keemasan Mikrobiologi.

Fermentasi dan Pasteurisasi

Satu dari langkah kunci penetapan hubungan antara mikroorganisme dan pengendalian penyakit terjadi ketika satu kelompok pedagang Prancis bertanya kepada Pasteur untuk mencari tahu mengapa wine dan bir menjadi asam. Mereka mengharapkan pengembangan sebuah metode yang akan mencegah kerusakan ketika minuman itu dikirim dalam jarak jauh. Di waktu yang sama, banyak ilmuwan percaya bahwa udara merubah cairan ini menjadi alkohol. Pasteur malah menemukan bahwa mikroorganisme yang disebut ragi mengubah gula menjadi alkohol pada kondisi yang tidak ada udara. Proses ini disebut fermentasi, digunakan untuk membuat wine dan bir. Pengasaman dan kerusakan disebabkan oleh mikroorganisme berbeda yang disebut bakteria. Pada kehadiran udara, bakteri mengubah alkohol pada minuman menjadi vinegar (asam asetat/cuka).

Solusi Pasteur pada masalah kerusakan adalah dengan memanaskan bir sudah cukup untuk membunuh hampir semua bakteri yang menyebabkan kerusakan. Proses ini disebut pasteurisasi, sekarang ini biasa digunakan untuk mengurangi kerusakan dan membunuh bekteri yang bisa berbahaya dalam susu seperti dalam beberapa minuman beralkohol. Penunjukan hubungan kerusakan makanan dan mikroorganisme merupakan suatu langkah besar yang menetapkan hubungan antara penyakit dan mikroba.

Teori Kuman Penyakit

Seperti yang telah kita lihat, fakta bahwa banyak macam penyakit berhubungan dengan mikroorganisme tidak diketahui hingga pastinya baru-baru ini. Sebelum masa Pasteur, perlakuan efektif untuk banyak penyakit ditemukan dengan sistem uji coba dan kesalahan, namun penyebabnya tidak diketahui.

Realisasi bahwa ragi memainkan peran penting pada fermentasi merupakan mata rantai pertama antara aktivitas mikroorganisme dan perubahan fisika dan kimia pada bahan organik. Penemuan ini mengingatkan ilmuwan pada mungkinnya mikroorganisme dapat memiliki hubungan yang sama dengan tumbuhan dan hewan—secara spesifik, mikroorganisme mungkin saja menyebabkan penyakit. Ide ini dikenal sebagai teori kuman penyakit.

teori kuman merupakan konsep yang sulit untuk diterima banyak orang karena sejak beraba-abad silam penyakit dipercaya menjadi suatu hukuman untuk seorang kriminal atau berkelakuan buruk. Ketika seluruh penghuni desa menjadi sakit, orang-orang sering menyalahkan penyakit iblis muncul sebagai bau busuk dari selokan atau uap beracun dari rawa-rawa. Banyak orang yang lahir pada masa Pasteur membayangkan bahwa mikroba “tak terlihat” dapat berpindah melewati udara untuk menginfeksi tanaman dan hewan atau tersisa pada pakaian dan tempat tidur untuk dipindahkan dari satu orang ke yang lainnya. Namun secara berangsur-angsur ilmuwan mengumpulkan informasi untuk mendukung teori kuman yang baru.

Pada tahun 1865, Pasteur dipanggil untuk membantu melawan penyakit cacing sutera, yang mengganggu industri sutera di seluruh Eropa. Di tahun sebelumnya, pada tahun 1835, Agostino Bassi, ahli mikroskop amatir, membuktikan bahwa penyakit cacing sutera lain disebabkan oleh jamur. Menggunakan data yang diperoleh dari Bassi, Pasteur menemukan bahwa infeksi yang terbaru disebabkan oleh protozoa, dan dia mengembangkan metode pengenalan hama ngengat ulat sutera.

Pada tahun 1860-an, Joseph Lister, seorang ahli bedah berkebangsaan Inggris, menerapkan teori kuman pada prosedur medis. Lister sadar bahwa pada tahun 1840-an, dokter berkebangsaan berkebangsaan Hungaria Ignaz Semmelweis telah mendemonstrasikan, yang pada waktu tersebut ia tidak membersihkan (desinfek) tangannya, secara rutin memindahkan infeksi (demam tinggi pada anak) dari satu pasien mengandung ke yang lainnya. Lister juga mendengar kerja Pasteur menghubungkan mikroba ke penyakit hewan. Desinfektan tidak digunakan waktu itu, namun Lister tahu bahwa Fenol (asam karbolat) membunuh bakteri, jadi dia mulai memberi fenol pada luka bedah.  Perlakuan ini mengurangi kejadian infeksi dan kematian. Teknik Lister merupakan usaha paling dini untuk mengendalikan infeksi yang disebabkan oleh mikroorganisme. Faktanya, temuan beliau membuktikan bahwa mikroorganisme menyebabkan infeksi pada luka bedah.

Bukti pertama bahwa bakterilah yang sebenarnya menyebabkan penyakit datang dari Robert Koch, dokter berkebangsaan Jerman, merupakan pesaing muda Pasteur dalam menemukan penyebab anthrax, penyakit yang menghancurkan ternak dan biri-biri di Eropa. Koch menemukan bakteri berbentuk batang yang sekarang ini dikenal sebagai Bacillus anthracis di darah hewan ternak yang mati karena anthrax. Dia menumbuhkan bakteri pada nutrien dan menyuntikkan sampel kulutr tersebut ke hewan yang sehat. Ketika hewan ini sakit dan mati, Koch mengisolasi bakteri di daraha tersebut dan membandingkannya dengan bakteri yang ia kultur sebelumnya. Dia menemukan bahwa kedua sampel darah mengandung bakteri yang sama.

Demikian Koch menetapkan urutan langkah eksperimental untuk mengaitkan antara mikroba spesifik dengan penyakit spesifik. Langkah ini sekarang dikenal sebagai postulat Koch. Selama 100 tahun terakhir, kriteria yang sama telah sangat berguna dalam penyelidikan untuk membuktikan mikroorganisme spesifik penyebab banyak penyakit.

Vaksinasi

Kadang prosedur perlakuan pencegahan dikembangkan sebelum ilmuwan tahu cara kerjanya. Vaksin cacar merupakan contohnya. Pada bulan Mei, tahun 1976, hampir 70 tahun sebelum Koch menetapkan mikroorganisme spesifik penyebab anthrax, Edward Jenner, dokter muda berkebangsaan Britania, memulai eksperimen untuk mencari tahu jalan untuk melindungi orang-orang dari penyakit cacar.

Wabah cacar sangat ditakuti. Pada waktu tertentu menyerang ke Eropa, dan kemudian membunuh 90% suku Indian di Amerika tepatnya di East Coast saat penduduk asli Eropa membawa infeksi ke Dunia yang Baru.

Ketika wanita muda pemerah susu memberitahu Jenner bahwa dia tidak bisa tertular cacar karena dia sudah terkena cacar sapi—penyakit yang lebih ringan—dia memutuskan untuk menggunakan cerita tersebut untuk diuji coba. Pertama-tama Jenner mengumpulkan kikisan dari luka melepuh cacar sapi. Kemudian dia menyuntikkan bahan terjangkit cacar sapi kepada relawan berumur-8-tahundengan menggores lengan orang tersebut dengan jarum yang terjangkit cacar sapi. Goresan berubah menjadi benjolan yang membesar. Beberapa hari kemudian, si relawan menderita gejala cacar sapi ringan  namun pulih dan tidak pernah lagi terkena baik cacar sapi dan cacar. Proses ini disebut vaksinasi, dari bahasa latin vacca, yang berarti sapi. Pasteur memberi nama ini demi menghormati pekerjaan Jenner. Perlindungan dari penyakit yang diberikan oleh vaksinasi (atau dengan penyembuhan dari penyakit itu sendiri) disebut imunitas.

Bertahun-tahun setelah eksperimen Jenner, kira-kira tahun 1880, Pasteur menemukan bagaimana vaksinasi bekerja. Dia menemukan bahwa bakteri penyebab penyakit kolera pada unggas yang berdampak kehilangan kemampuannya untuk menyebabkan penyakti (kehilangan sifat virulen atau menjadi avirulen) setelah ditumbuhkan dalam laboratorium pada waktu yang lama. Bagaimanapun juga, bakteri penyebab kolera—dan mikroorganisme lain dengan penurunan sifat virulen—mampu mempengaruhi imunitas melawan infeksi berikutnya dengan bagian pengimbang sifat virulen-nya.  Penemuan kejadian ini menyajikan sebuah petunjuk kepada kesuksesan eksperimen Jenner dengan cacar sapinya. Baik cacar dan cacar sapi disebabkan oleh virus. Walaupun demikian virus cacar sapi bukan hasil pekerjaan laboratorium atas virus cacar, cacar sapi sangat berkaitan dengan virus cacar yang mampu mempengaruhi imunitas atas kedua virus tersebut. Pasteur menggunakan istilah vaksin untuk kultur mikroorganisme avirulen untuk digunakan pada penyuntikan pencegahan.

Eksperimen Jenner menandai awal mula budaya Barat bahwa agen virus hidup—virus cacar sapi—digunakan untuk menghassilkan imunitas. Dokter berkebangsaan Cina telah melakukan imunisasi pasien dengan mengambil sisik dari jerawat dari penderita cacar ringan, menghaluskan  sisik tersebut menjadi bubuk halus, dan memasukka bubu tersebut ke dalam hidung seseorang untuk dilindungi.

Beberapa vaksin masih diproduksi dari strain mikrobia avirulen untuk merangsang bagian imunitas dari virus yang bersangkutan. Vaksin lain dibuat dari mikroba virulen yang telah dibunuh, dari komponen yang telah diisolasi,  atau dengan teknik rekayasa genetis.

Diterjemahkan dari:
Tortora, 2010. Microbiology 10th Edition. Benjamin Cummings: San Francisco.

Klasifikasi Mikroorganisme

Sebelum keberadaan mikroba ditemukan, semua mikroorganisme dikelompokkan baik dalam Kingdom animalia atau Kingdom plantae. Ketika organisme mikroskopis dengan karakteristik hewan dan tumbuhan ditemukan di akhir abad ketujuhbelas, sistem kalasifikasi baru masih diperlukan. Tetap saja, para ahli biologi tidak setuju dengan kriteria mengklasifikasikan organisme baru yang mereka lihat hingga pada akhir 1970-an.

Pada 1978, Carl Woese merencanakan sebuah sistem klasifikasi berdasarkan organisasi seluler suatu organisme. Mengelompokkan semua organisme dalam tiga domain sebagai berikut: 

1. Bakteri (dinding sel mengandung protein-karbohidrat kompleks yang disebut peptidoglikan) 
2.  Archaea (dinding selnya, jika ada, tidak memiliki peptidoglikan)
3. Eukariot, yaitu:

-          Protista (jamur lendir, protozoa dan alga)

-          Fungi (ragi uniseluler, jamur/mold multiseluler dan cendawan)

-          Tumbuhan (termasuk lumut, paku, konifera dan tumbuhan berbunga)

Hewan (termasuk spons, cacing, insekta dan vertebrata)

Diterjemahkan dari:
Tortora, 2010. Microbiology 10th Edition. Benjamin Cummings: San Francisco.

Tipe-tipe Mikroorganisme

Berikut penggolongan kelompok besar organisme:

Bakteri

Bakteri merupakan organisme yang berbentuk relatif sederhana, bersel satu (uniseluler). Karena bahan genetiknya tidak dibungkus oleh membran inti khusus, sel bakteri disebut prokariot, yang berarti tanpa inti dalam bahasa Yunani. Dalam prokariot termasuk juga bakteri dan archaea.

Sel bakteri umumnya mencul dalam beberapa bentuk. Basilus (batang), coccus (bulat atau telur), dan spiral (seperti bor atau membengkok) merupakan bentuk paling umum, namun beberapa bakteri memiliki bentuk bintang atau kotak. Bakteri secara individual bisa membentuk pasangan, rantai, kluster atau beberapa kelompok lainnya; formasi seperti ini mengacu berdasar karakteristik genus atau spesies bakteri tersebut.

Bakteri dibungkus oleh dinding sel yang sebagian besar terdiri dari karbohidrat dan protein kompleks yang disebut peptidoglikan. (kontrasnya, selulosa adalah bahan utama penyusun tumbuhan dan dinding sel alga.) Bakteri umumnya bereproduksi dengan membelah menjadi dua sel identik; proses ini dikenal sebagai pembelahan biner. Untuk sumber tenaga, kebanyakan bakteri menggunakan bahan kimia organik, yang sumbernya di alam diperolah dapat dari baik organisme hidup maupun yang sudah mati. Beberapa bakteri dapat membuat makanannya sendiri dengan melakukan fotosintesis, dan beberapa memperoleh nutrisi dari substansi inorganik. Banyak bakteri mampu “berenang” dengan alat gerak yang disebut flagella.

Archaea

Seperti bakteri, archaea merupakan golongan dari sel prokariot, namun jika mereka memiliki dinding sel, dindingnya tidak mengandung peptidoglikan. Archaea, sering ditemukan dalam lingkungan ekstrem, dibedakan atas tiga kelompok besar. Metanogen memproduksi gas metan sebagai hasil respirasi. Halofil ekstrem (halo = garam; filik = suka) hidup dalam lingkungan dengan kadar garam yang tinggi seperti Laut Mati. Termofil ekstrem (therm = panas) hidup dalam air panas yang mengandung belerang. Archaea belum diketahui menyebabkan penyakit pada manusia.

Fungi

Fungi (tunggal: fungus) tergolong eukariot, organisme dengan nukleus yang jelas mengandung materi genetik sel (DNA), dikelilingi pembungkus istimewa yang disebut membran nukleus. Organisme dalam Kingdom Fungi ada yang uniseluler atau multiseluler. Fungi besar multiseluler, seperti cendawan/jamur dapat terlihat seperti tanaman, namun mereka tidak mampu melakukan fotosintesis, seperti tumbuhan umumnya lakukan. Fungi sesungguhnya memiliki dinding sel yang mengandung bahan yang disebut kitin. Bentuk uniseluler fungi, ragi, merupakan mikroorganisme oval yang lebih besar dari bakteri. Fungi yang paling khas adalah mold. Bentuk kumpulan mold yang dapat dilihat disebut miselia, yang tersusun atas benang panjang (hifa) yang bercabang dan saling menyambung. Pertumbuhan yang terlihat seperti kapas ditemukan pada roti dan buah adalah miselia dari mold. Fungi dapat bereproduksi baik seksual maupun aseksual. Mereka mendapatkan makanan dengan menyerap larutan bahan organik dari lingkungannya—baik tanah, air laut, air tawar, atau hewan lain atau tumbuhan inangnya. Organisme yang disebut slime mold atau jamur lendirmemiliki karakteristik dari fungi dan amoeba.

Protozoa

Protozoa adalah mikroba uniseluler yang tergolong eukariot. Protozoa bergerak dengan kaki semu (pseudopodia), flagel, atai silia. Amoeba bergerak dengan pemanjangan sitoplasma nya yang disebut pseudopodia (kaki semu). Protozoa lainnya memiliki flagella atau banyak anggota pendek untuk bergerak yang disebut silia. Protozoa memiliki banyak macam bentuk dan hidup baik sebagai mahluk bebas atau sebagai parasit (organisme yang memperoleh nutrisi dari inang yang hidup) yang menyerap atau mencerna senyawa organik dari lingkungannya. Protozoa dapat bereproduksi baik seksual atau aseksual.

Algae

Algae (tunggal: alga) eukariot yang mempu berfotosintesis dengan banyak variasi bentuk serta mampu bereproduksi baik seksual maupun aseksual.dinding sel kebanyakan alga, disusun oleh karbohidrat yang disebt selulosa. Alga melimpah pada air tawar dan air asin, di tanah, berasosiasi dengan tumbuhan. Dalam fotosintesis, alga membutuhkan cahaya, air, dan karbondioksida untuk produksi makanan dan pertumbuhan, namun umumnya tidak membutuhkan senyawa organik dari lingkungan. Sebagai hasil fotosintesis, alga menghasilkan oksigen dan karbohidrat yang kemiduan akan digunakan oleh organisme lainnya, termasuk hewan. Dengan demikian alga memainkan peran penting dalam menjaga keseimbangan alam.

Virus

Virus sangat berbeda dari kelompok mikroba yang disebutkan di sini. Mereka sangat kecil yang hampir semuanya hanya dapat dilihat dengan mikroskop elektron, dan mereka aseluler (bukan seluler). Secara struktural sangat sederhana, partikel virus mengandung inti yang terbuat dari hanya satu macam asam nukleat saja, bisa DNA atau RNA. Intinya dikelilingi selubung protein. Kadang selubung tersebut dibungkus oleh lapisan tambahan, pembungkus yang disebut membran lipid. Semua sel hidup memiliki RNA dan DNA, dapat melakukan reaksi kimia, dan dapat bereproduksi sendiri. Virus dapat bereproduksi hanya dengan menggunakan perlengkapan sel organisme lainnya. Dengan demikian virus dipertimbangkan sebagai suatu kehidupan ketika terjadi penggandaan pada sel inang yang terinfeksi olehnya. Dalam pengertian, virus merupakan parasit dalam bentuk kehidupan yang lain. Di sisi lain, virus tidak dipertimbangkan sebagai suatu bentuk kehidupan saat berada di luar sel inangnya, mereka tidak berdaya atau inert.

Parasit Hewan yang Multiseluler

Walaupun parasit hewan yang multiseluler pada hakekatnya bukan mikroorganisme, mereka penting dalam penting dalam medis dan akan dijelaskan berikutnya. Dua kelompok besar cacing parasit adalah cacing pipih dan cacing bulat, secara kolektif disebut helminth. Dalam beberapa siklus hidupnya, helminth memiliki ukuran yang mikroskopis. Identifikasi laboratorium dari organisme ini termasuk banyak dari banyak teknik yang sama untuk mengidentifikasi mikroba.

Diterjemahkan dari:
Tortora, 2010. Microbiology 10th Edition. Benjamin Cummings: San Francisco.

Mikroba dalam Kehidupan Kita

Untuk kebanyakan orang, kata-kata seperti kuman dan mikroba akan terbersit dalam benak kita adalah kumpulan mahluk kecil yang sulit masuk dalam beberapa kategori dalam pertanyaan seperti “Apakah mereka hewan, tumbuhan, atau mineral?” Mikroba, juga disebut mikroorganisme, yang secara individual merupakan bentuk kehidupan yang terlalu kecil untuk dilihat dengan mata telanjang. Kelompok tersebut termasuk bakteri, fungi (ragi dan jamur), protozoa, dan alga mikroskopik. Juga termasuk virus, bentuk kehidupan nonseluler yang masih bergelut dalam garis tipis hidup dan mati. Kebanyakan mikroorganisme memiliki kontribusi penting dengan membantu menjaga keseimbangan organisme hidup dan senyawa kimia di lingkungan kita. Mikroorganisme air laut dan air tawar merupakan dasar rantai makanan di lautan, danau dan sungai. Mikroba tanah membantu memecah limbah dan mengikat nitrogen di udara menjadi senyawa organik, hasilnya yaitu daur ulang antara tanah, air dan udara. Mikroba tertentu memainkan peranan penting dalam fotosintesis, sumber makanan dan penghasil oksigen yang merupakan proses penting kehidupan di bumi. Manusia dan banyak hewan lainnya bergantung pada mikroba di usus mereka untuk pencerenaan dan sintesis beberapa vitamin yang dibutuhkan tubuh mereka, termasuk beberapa vitamin B untuk metabolisme dan vitamin K untuk penggumpalan darah.

Mikroorganisme juga memiliki banyak peran penerapan untuk tujuan komersial. Mereka digunakan dalam sintesis beberapa senyawa kimia seperti vitamin, asam organik, enzim, alkohol dan banyak macam obat. Proses yang dilakukan oleh mikroba untuk menghasilkan aseton dan butanol ditemukan pada 1914 oleh Chaim Weizmann, ahli kimia kebangsaan Rusia yang bekerja di Inggris. Pecahnya Perang Dunia I pada bulang Agustus tahun tersebut membuat produksi aseton menjadi sangat penting untuk pembuatan cordite (mesiu tanpa asap yang digunakan pada amunisi). Penemuan Weizmann memainkan perang penting yang menentukan hasil perang nantinya.

Industri makanan juga menggunakan mikroba dalam memproduksi vinegar (sejenis cuka), acar, minuman beralkohol, keju, dan roti. Sebagai tambahan, enzim dari mikroba saat ini dapat dimanipulasi untuk memproduksi bahan atau substansi  yang normalnya tidak disintesis.  Bahan ini termasuk selulosa, pelancar pencernaan, dan pembersih saluran air, ditambah lagi bahan terapi seperti insulin. Enzim mikroba bahkan dapat membuat plastik.

Walaupun sebagian kecil mikroorganisme adalah patogen (menyebabkan penyakit), pengetahuan praktis tentang mikroba dibituhkan untuk pengobatan dan ilmu kesehatan. Contoh, pekerja rumah sakit melindungi pasien dari mikroba biasa yang normalnya tidak berbahaya namun dapat menyebabkan penyakit.

 
Hari ini kita mengerti bahwa mikroorganisme ditemukan hampir disemua tempat. Dahulu, sebelum penemuan mikroskop, para ilmuwan tidak mengenal mikroba. Ribuan orang mati dalam wabah yang merusak, penyebabnya tidak diketahui. Satu keluarga mati akibat vaksinasi dan antibiotik tidak ada untuk melawan infeksi.

Diterjemahkan dari:
Tortora, 2010. Microbiology 10th Edition. Benjamin Cummings: San Francisco.