Bakteri pun Peduli pada Bumi, Kenapa Kita Tidak ??

Global warming menjadi global trend topic (discoursive.com, chrisriedy.com, globalnewshighlight.com, treehugger.com)

Global warming menjadi trend topic penduduk bumi saat ini. Manusia mulai sadar tentang efek kerusakan bumi, meskipun kadang tidak diimbangi kepedulian yang nyata berupa tindakan. Sekecil apapun kerusakan di bumi akan berakibat pada kerusakan yang lebih besar pada waktu mendatang. Global warming terjadi karena suhu bumi pada hampir semua daratan di bumi mengalami peningkatan. Efek rumah kaca atau lebih dikenal dengan green house effect menjadi penyebab utama terjadinya global warming. Karbon dioksida dan metan merupakan gas yang mampu menahan panas radiasi bumi sehingga kondisi lingkungan menjadi lebih panas bahkan es di kutub utara akan mencair secara perlahan tapi pasti. Keberadaan gas tersebut dalam jumlah banyak di atmosfer menyebabkan penurunan lapisan ozon sehingga memungkinkan spektrum radiasi gelombang pendek mudah menembus atmosfer dan terpantul kembali ke bumi sebagai radiasi gelombang panjang (Setyanto, 2008). Gas metan lebih reaktif 25-26 kali dibandingkan karbon dioksida (Ward et al., 2004; Juottonen, 2008), meskipun di alam emisi gas tersebut tidak sebesar karbondioksida.

Sawah  (Karya Duncan P. Walker, 2006)

Sadar atau tidak sebenarnya kita menjadi donor keberadaan gas rumah kaca di atmosfer baik secara langsung ataupun tidak. Sawah yang tampak hijau dan menguning di tanah tempat kita tinggal, ternyata ikut menjadi donor metan yang cukup besar. Nasi yang kita makan sehari-hari ternyata ikut menyumbang kerusakan lingkungan.  Metan sawah lepas dengan mudahnya ke udara dan menjadi bagian dari green house effect. Pengairan sawah akan menstimulasi pertumbuhan mikrobia metanogen atau mikrobia pengoksidasi metan. Total emisi metan ke atmosfer sekitar 410 Tg CH4-C per tahun dan sekitar 32%nya di diduga berasal dari tanah sawah tergenang (Sylvia et al., 2005). Penanaman padi pada tanah sawah dengan tipe tanah yang terendam air merupakan sumber antropogenik CH4.­ Produksi gas metan distimulasi oleh kondisi anaerobik dan keberadaan bahan organik tanah yang dapat dikonversi menjadi asam asetat dan karbon dioksida (Sylvia et al., 2005). Proses pembentukan gas metan pada ekosistem tanah sawah sangat komplek. Proses awalnya didahului oleh penghancuran material organik oleh bakteri dekomposer yang melibatkan beberapa enzim. Hasil biotransformasi oleh enzim tersebut menghasilkan senyawa antara yang lebih sederhana berupa monosakarida. Produk antara tersebut selanjutnya memasuki jalur biotransformasi fermentasi yang menghasilkan asam organik seperti asam asetat dan karbondioksida, dan kemudian dikonversi menjadi gas metan melalui tiga jalur yaitu jalur hydrogenotrophic, acetoclastic, dan methylotrophic.

Hutan Gambut Kalampangan

Selain sawah, hutan tanah gambut juga menjadi donor gas rumah kaca yang sangat besar. Di daerah tropis, hutan gambut melepaskan sekitar 26,9 juta ton metan dan lahan gambut budidaya 30,9 juta ton metan (Barlett dan Harris, 1993). Tanah gambut Kalimantan menyumbang 28,5 % karbon dari total gambut di Indonesia dan menduduki urutan ke-3 terluas setelah Papua dan Sumatera (BB Litbang SDLP., 2008). Gambut merupakan suatu substansi yang terbentuk dari perombakan tumbuhan akibat aktivitas tanah dan substansi tersebut terdapat di bawah permukaan tanah pada suatu area tertentu. Dengan demikian, tanah pada area tersebut terjadi akumulasi bahan organik yang cukup tinggi dari sisa tumbuhan. Kondisi tersebut menyebabkan tanah menjadi anaerob dan komunitas mikrobia menjadi lebih aktif sehingga tanah gambut menjadi reservoar metan. Gambut berfungsi sebagai buffer kehidupan karena fungsinya dalam ekosistem sebagai penyerap dan penyimpan karbon. Apabila kondisi lingkungan terganggu, gambut dapat melepaskan simpanan karbon dalam bentuk karbon dioksida, metan, dan gas-gas lain. Pembakaran hutan pada tanah gambut menyebabkan simpanan karbon pada tanah gambut ikut lepas dalam bentuk gas tersebut, akibatnya kebakaran semakin besar dan gas lain terlepas ke atmosfer dalam jumlah banyak. Masihkah kita akan membakar hutan kita?

Tuhan menciptakan segala sesuatunya secara seimbang. Ada kematian dan ada kelahiran, ada panas ataupun dingin, ada siang ada malam, ada wanita ada juga pria. Begitu juga dengan peristiwa pembentukan metan pasti ada pereduksi metan. Jika kita tidak banyak mecampuri bumi ini mungkin segala sesuatu akan berjalan seimbang. Pengetahuan yang dimiliki manusia menjadikan bumi memasuki era kehidupan modern. Manusia diciptakan dengan akal dan bumi diciptakan dengan penuh sumber pengetahuan di dalamnya. Jika kita bijak menyatukan keduanya kita akan mendapatkan kehidupan yang lebih baik, jika sebaliknya, kerusakan bumi menjadi taruhannya.

Jalur oksidasi metan (Chistoserdova et al., 2005)

Pembentukan metan oleh bakteri metanogen ternyata dihambat oleh bakteri metanotrof. Bakteri metanotrof merupakan bakteri yang mengonsumsi metan (CH4) sebagai satu-satunya sumber karbon dan energi melalui proses oksidasi pada kondisi aerob (Dunfield et al., 2003; Nercessian et al., 2005; Baani dan Liesack, 2007). Bakteri metanotrof merupakan bakteri yang mengoksidasi metan mealui proses aerobik dan oksigen merupakan elektron aseptor terminalnya. Bakteri ini mengkombinasikan metan dan oksigen untuk membentuk formaldehid dan diakhiri dengan pembentuakan senyawa organik. Proses oksidasi metan dimulai dengan transformasi metan menjadi metanol dengan adanya particulate methane monoxygenase (pMMO) yang terletak pada membran. Enzim ini mereduksi ikatan COO menjadi dioksigen. Satu atom oksigen tereduksi menjadi H2O dan yang lainya berikatan dengan metan menjadi metanol. Selanjutnya metanol diubah menjadi formaldehid dengan adanya soluble methane monooxygenase (sMMO) yang terdapat pada sitoplasma dan formaldehid ditransformasikan menjadi biomassa melalui 2 siklus utama yaitu siklus RuMP dan serin.

Bakteri Pereduksi Metan

Di alam, bakteri metanogen memproduksi gas metan karena lingkungan bersifat anaerob. Metan tersebut secara alami akan tereduksi karena aktivitas oksidasi bakteri Metanotrof. Bakteri ini mampu mengonsumsi metan hingga 90% sebelum akhirnya lepas ke atmosfer bumi (Sylvia et al., 2005). Berbagai perubahan lingkungan akibat aktivitas kehidupan telah banyak mengganggu keseimbangan proses-proses tersebut. Lingkungan kini menjadi tidak terkontrol dan semakin mengkhawatirkan. Pedulikah kita? Bakteri di alam selalu peduli akan bumi ini. Hanya saja kadang kita tidak sadar dan peduli pada lingkungan bakteri. Meski ukuranya sangat kecil, bakteri tanah sangat penting dalam menjaga bumi ini. Tanpa bakteri, bumi akan kotor dan sesak oleh benda-benda yang kita angggap “mati”.  Jasad manusia dan hewan yang mati, ranting pohon, daun, kertas, logam, dsb tidak akan pernah terdegradasi. Degradasi yang dilakukan bakteri membutuhkan energi dan akan menghasilkan energi baru bagi bakteri lain, lingkungan, ataupun manusia. Global warming akan teratasi manakala bakteri di lingkungan ini mampu menjalankan fungsi-fungsinya secara seimbang. Semuanya merupakan siklus yang sangat penting bagi kelangsungan bumi ini. Kita sebagai orang berpendidikan dituntut untuk bijak dan peduli dalam menyikapi lingkungan sekitar kita. Kita tidak boleh egiois pada lingkungan kita terutama pada makhluk hidup lainnya, terutama bakteri yang sulit kita lihat. Kita bisa merasakan ketika badan kita menjadi sakit oleh bakteri, tapi kita juga harus bisa merasakan lingkungan seimbang akibat peran bakteri. Buka mata kita dan pedulilah pada nasib lingkungan kita.

Metanotroph methylotropic pereduksi metan

Indonesia memiliki peran sentral dalam usaha mitigasi terhadap dampak global climate change, karena negara ini memiliki wilayah perairan dan daratan yang sangat luas. Selain turut serta dalam menyukseskan agenda global melalui upaya konservasi hutan dan laut, kita juga harus meningkatkan kemampuan ekonomi para petani melalui peningkatan produksi beras, karena memang mata pencaharian terbesar negeri adalah pertanian. Pertanyaan yang muncul adalah bagaimana penurunan gas rumah kaca dapat sejalan dengan penggiatan konservasi lahan dan penggiatan produksi tani. “What will u do?” pertanyaan yang harus kita pikirkan saat kita kini tau tentang banyaknya kegunaan bakteri-bakteri tanah di alam ini. Dari kasus bakteri metanotrof sebenarnya hal yang bisa kita lakukan adalah memperbanyak metanotrof yang telah diisolasi untuk pengembangan pupuk tanaman padi sawah limit air. Pola penaman padi sawah mulai harus mulai dirubah dan dipublikasikan, yang semula digunakan sistem pengairan, kita dapat menggantinya dengan sistem lain seperti System of Rice Intensification (SRI). Emisi gas metan dari sawah dapat dikurangi dengan mengatur aerasi lahan dengan memanfaatkan metoda pengairan yang limit. Kondisi aerasi dapat meningkatkan aktivitas pertumbuhan akar. Penulis pernah melakukan penelitian tentang isolasi dan identifikasi bakteri

Isolasi bakteri metanotrof

metanotrof dari tanah Gambut, Kalampangan, Kalimantan Tengah. Meskipun masih belum terlalu banyak membantu dalam permasalahan secara nyata di masyarakat. Tapi penulis yakin jika penelitian skripsi ini dapat dilanjutkan dalam pengembangan produk, akan cukup membantu mengatasi permasalahan yang ada. Penulis bekerja sama dengan LIPI Cibinong Science Center dan Jepang melakukan identifikasi dan aktivitas penurunan emisi gas metan dalam skala laboratorium. Pengambilan sampel dilakukan di gambut Kalimantan karena pada tanah gambut mengandung karbon yang sangat banyak dan dapat menstimulasi pembentukan metan yang sangat banyak. Berprinsip pada ‘keseimbangan alam’, penulis yakin bahwa dengan banyaknya metan pada suatu lingkungan maka bakteri metanotrof akan terpacu untuk mereduksi dalam jumlah banyak. Istilah gampangnya adalah ‘strong’. Jika kita dapat mengisolasi bakteri jenis itu dan ditambah lagi dengan mampu memperbanyak diri pada substrat yang limit, maka kita akan mendapatkan suatu bakteri unggulan yang dapat di pelajari lebih lanjut dalam proses pemupukan. Tentu saja digabung dengan bakteri fungsional lainnya. Pada penelitian, penulis mendapatkan bakteri Metanotrof methilotropic berwarna pink pada medium ANMS dan NA. Warna yang dihasilkan hampir sama dengan pink pigmented facultative methylotropic (PPFM) bacteria yang hidup pada lingkungan dengan konsentrasi polutan udara yang tinggi dan mampu menggunakan berbagai senyawa yang mengandung karbon (Lo dan Lee, 2007; Madigan et al., 2003, Lindstrom dan Chistoserdova, 2002). Warna pink pada bakteri metanotrof mengindikasikan adanya pigmen karotenoid yang berfungsi untuk memproteksi diri dari paparan sinar matahari, ionisasi, radiasi ultraviolet, dan adaptasi terhadap lingkungan yang ekstrim (Trotesnko et al., 2001; Lo dan Lee, 2007). Reduksi metan yang dilakukan sekitar 80 % dalam waktu 4 Jam. Penggunaan bakteri ini pada lingkungan padi sawah akan mengurangi emisi gas metan di lingkungan.

 

Reduksi metan setelah 2, 4, dan 6 jam

Jadi, kalau bakteri yang strukturnya tubuhnya sangat sederhana. Kita sebagai manusia dengan struktur yang sangat kompleks dan fungsional kenapa tidak? Sekecil apapun kontribusi kita akan sangat berguna bagi bumi kita. Salam Bumi Hijau !!

 

Plot Kalampangan Kalimantan Tengah (CIMTROP, 2006)

 

*****

Penulis adalah pembuat dan peneliti skripsi “ Karakterisasi Komunitas Mikroba pada tanah Gambut Kalampangan yang Aktif Terlibat dalam Penurunan Emisi gas Metan”

 

Daftar Pustaka

Anonim, 2008. Laporan tahunan 2008: konsorsium penelitian dan pengembangan perunahan iklim pada sektor pertanian. Balai Besar penelitian dan Pengembangan Sumberdaya Lahan Pertanian (BB Litbang SDLP), Bogor.

Baani, M. and W. Liesack. 2008. Two isozymes of particulate methane monooxygenase with different nethane oxidation kinetics are found in Methylocystis sp. strain SC2. http:/www.pnas.org/content/105/29/0203.full.

Bartlett, K.B, dan R.C. Harris. 1993. Review and assessment of methane emission from wetland. Chemosphere 26:261-320.

Chistoserdova L.J., A. Vorholt, and M.E. Lidstrom. 2005. A genomic view of methane oxidation by aerobic bacteria and anaerobic archae: mini review. Genome Biol. 6: 208.

Dunfield, P.F, V.N. Khmelenina, N.E. Suzina, Y.A. Trotsenko, and S.N. Dedysh. 2003. Methylocella silvestris sp. nov., a novel methanotroph isolated from an acidic forest cambisol. DOI 10.1099/ iks. 0.02481-0.

Juottonen, H. 2008. Archaea, bacteria, and methane production along environmental gradients in dens and bogs. Academic Dissertation in General Microbiology. University of Helsinki.

Lo J.M.L and A.C. Lee. 2007. Phenotypic characterization of air-borne pink pigmented facultative Methylotrophic bacteria from a high vehicular traffic density environment in Manila, Philippines. Philipp. Scient. 44:.25-34.

Nercessian, O., E. Noyes, M.G. Kalyuzhnaya, M.E. Lindstrom, and L. Christoserdova. 2005. Bacterial populations active in metabolism of C1 compound in the sediment of lake Washington, a freshwater lake. Applied and Environmental Microbiology. 71:6885-6899.

Sato, S.  2005.  3 Years Experiences of SRI (System of Rice Intensification) under SSIMP-DISIMP in Eastern Indonesia. Presented at Workshop on integrated Citarum Water management Project, 4-5 July 2005, Jakarta.

Setyanto, P. 2008. Mitigasi gas metan pada lahan sawah. Balittanah.litbang.deptan.go.id/dokumentasi/buku/…/tanah sawah10.pdf. 30 Desember 2009, 15.00 WIB.

Ward, N., O. Larsen, J. Sakwa, L. Bruseth, H. Khouri, A.S. Durkin, G. Dimitrov, L. Jiang, D. Scanlan, K.H. Kang, M. Lewis, K.E. Nelson, B. Methe, M. Wu, J.F. Heidelberg, I.T. Paulsen, D. Fouts, J. Ravel, H. Tettelin, Q. Ren, T. Read, R. T. DeBoy, R. Seshadri, S.L. Saizberg, H.B. Jensen, N.K. Birkeland, W.C. Nelson, R.J. Dodson, S.H. Grindhaug, I. Holt, I. Eidhammer, I. Jonasen, S. Vanaken, T. Utterback, T.V. Feldbiyum, C.M. Fraser, J.R. Lilehaug, and J.A. Eisen. 2004. Genomic insight into methanotrophy: the complete genome sequence of Methylococcus capsulatus. PLOS Biology. 2: 1616-1628.

Advertisements

2 thoughts on “Bakteri pun Peduli pada Bumi, Kenapa Kita Tidak ??

  1. interesting research…
    hi…
    saya adalah pemula dlm hal isolasi bakteri, spesifikasi metanotropik-sawah sgt minim datanya, bolehkah saya mendapat info lainnya abt “Karakterisasi Komunitas Mikroba pada tanah Gambut Kalampangan yang Aktif Terlibat dalam Penurunan Emisi gas Metan”??
    thanks so much

    regards,
    Susan

  2. hello there and thank you for your info – I’ve certainly picked up anything new from right here. I did however expertise several technical issues using this site, as I experienced to reload the site a lot of times previous to I could get it to load properly. I had been wondering if your web hosting is OK? Not that I am complaining, but slow loading instances times will very frequently affect your placement in google and can damage your quality score if ads and marketing with Adwords. Anyway I’m
    adding this RSS to my email and could look out for a
    lot more of your respective fascinating content.
    Make sure you update this again soon.

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s