Andri Abdi
[email protected] PENDAHULUAN
Cyanobacteria juga dikenal sebagai alga hijau biru atau blue-green algae, adalah mikroorganisme prokariotik yang dapat ditemukan di berbagai jenis lingkungan, Mekanisme tertentu dalam Cyanobacteria, seperti yang dijelaskan oleh Sapalina (2022), memungkinkannya berperan sebagai penyedia unsur nitrogen di lahan sawah dengan memisahkan oksigen (O2) yang dihasilkan oleh sistem nitrogenase. Pada beberapa kelompok Cyanobacteria, seperti genus Nostoc dan Anabaena, pemisahan O2 ini terjadi melalui struktur yang disebut heterokis, yang berfungsi untuk fiksasi nitrogen. Heterokis memiliki dinding sel yang tebal untuk melindungi enzim nitrogenase dari kerusakan akibat oksigen. Di sisi lain, pada Cyanobacteria yang tidak memiliki heterokis, pemisahan antara proses fiksasi nitrogen dan produksi oksigen terjadi secara bergantian. Fiksasi nitrogen dilakukan dalam kondisi gelap ketika tidak ada produksi oksigen.
Selain itu, seperti yang disebutkan oleh Soule (2019), Cyanobacteria juga memiliki kemampuan untuk mengikat logam, yang merupakan sifat yang bernilai dan dapat dikembangkan. Pernyataan dari Khalila (2022) juga mendukung hal ini dengan menyatakan bahwa Cyanobacteria memiliki potensi degradasi kontaminan, yang menjadi strategi baru dalam mengatasi masalah yang terkait dengan logam berat. Beberapa penelitian telah menunjukkan bahwa spesies Cyanobacteria mampu mendegradasi logam berat seperti tembaga (Cu).
Cyanobacteria sering ditemukan di perairan seperti danau, sungai, rawa, dan lahan sawah. Oleh karena itu, mereka dapat menjadi alternatif yang efektif dalam bioremediasi logam berat, khususnya tembaga (Cu), dengan tujuan memperbaiki lahan sawah yang terkontaminasi oleh polutan logam berat.
PEMBAHASAN
Cyanobacteria, yang juga dikenal sebagai ganggang biru-hijau atau cyanoprokaryotes, memiliki peran penting sebagai mikroorganisme fotosintesis pertama di Bumi, yang telah berkontribusi pada produksi oksigen dalam atmosfer selama miliaran tahun terakhir (Zahra dkk., 2020). Mereka tersebar luas di berbagai lingkungan seperti air tawar, lautan, tanah, dan batuan kosong, muncul dalam bentuk sel individu, koloni, atau filamen, dan bisa terlihat ketika membentuk koloni seperti kerak atau mekar (Vachard, 2019).
Cyanobacteria memiliki mekanisme seluler yang memungkinkannya beradaptasi dengan perubahan lingkungan dan berkembang dengan cepat dalam populasi padat, meskipun tingkat pertumbuhannya tergantung pada berbagai faktor seperti nutrisi, interaksi biotik, perubahan iklim, dan dampak pemanasan global. Kemampuan Cyanobacteria untuk mengatasi masalah lingkungan, termasuk penggunaan berlebihan bahan kimia pertanian, kontaminasi logam berat, dan masalah alkalinitas serta salinitas, menjadikannya salah satu prokariota yang paling adaptif. Selain itu, Cyanobacteria dapat tumbuh dalam kondisi ekstrim seperti lingkungan yang sangat basa atau hipersalin, serta mengatasi kondisi kering dan suhu tinggi, bahkan menghadapi tingkat logam berat yang tinggi.
Peran utama Cyanobacteria terletak dalam bioremediasi logam berat. Organisme fotosintetik umumnya memerlukan logam sebagai kofaktor dalam beberapa proses metaboliknya, yang membantu menjaga keseimbangan logam dalam sel. Peran logam seperti tembaga, nikel, kobalt, seng, besi, mangan, dan magnesium dalam metabolisme Cyanobacteria telah dipelajari secara mendalam. Oleh karena itu, Cyanobacteria dapat mengakumulasi dan mengubah logam berat sebagai bagian dari metabolismenya, mengurangi tingkat kontaminasi logam berat dalam tanah (Huertas dkk., 2014). Penelitian yang dilakukan oleh Hazarika dkk (2015) memperkuat temuan Huertas dkk (2014) dengan menunjukkan bahwa genus Cyanobacteria tertentu, seperti N. muscorum, yang diisolasi dari area pertambangan batu bara, dapat secara efektif mengurangi konsentrasi logam berat tembaga (Cu) dalam larutan sebesar 5 ml selama 30 jam, dengan tingkat penurunan mencapai 87,8%.
Keberadaan Cyanobacteria juga memiliki dampak besar di sawah. Sawah berkontribusi pada emisi gas rumah kaca, termasuk karbon dioksida, metana, dan nitrousoxida, yang dihasilkan oleh aktivitas mikroba di sawah. Cyanobacteria yang hidup dalam kondisi tergenang meningkatkan konsentrasi oksigen melalui fotosintesis, menciptakan kondisi aerobik di rizosfer padi. Ini dapat mengurangi emisi metana oleh metanogen, meskipun juga dapat meningkatkan aktivitas metanotrof yang dapat memanfaatkan metana. Selain itu, Cyanobacteria dapat mengurangi emisi karbon dioksida ke atmosfer selama proses fotosintesis oksigenik. Selain mengurangi emisi metana, hal ini juga mengurangi emisi oksida nitrat dari ladang. Penggunaan pupuk nitrogen berlebihan di sawah yang tergenang dapat menghasilkan emisi oksida nitrat, tetapi penyebaran Cyanobacteria membantu memfiksasi nitrogen di sawah.
Secara keseluruhan, peran Cyanobacteria sangat penting dalam mengurangi emisi gas rumah kaca dari sawah dan juga dalam mengatasi masalah kontaminasi logam berat di tanah.
Kesimpulan
Cyanobacteria adalah mikroorganisme prokariotik yang memiliki peran penting dalam berbagai lingkungan. Mereka memiliki kemampuan untuk beradaptasi dengan perubahan lingkungan dan mampu mengatasi permasalahan lingkungan seperti kontaminasi logam berat dan isu-isu yang terkait dengan lahan sawah. Selain itu, Cyanobacteria juga berperan dalam mengurangi emisi gas rumah kaca, terutama metana dan oksida nitrat, melalui proses fotosintesis dan kemampuan mereka dalam mengikat nitrogen.
Selain itu, Cyanobacteria memiliki potensi besar dalam melakukan bioremediasi logam berat seperti tembaga (Cu), yang dapat membantu memperbaiki kondisi lahan sawah yang terkontaminasi oleh polutan logam berat. Beberapa penelitian juga telah menunjukkan bahwa beberapa jenis Cyanobacteria dapat mengurangi konsentrasi logam berat dengan efektif.
Ketika digunakan secara tepat dan bijaksana, Cyanobacteria dapat menjadi alat yang sangat berguna dalam menjaga keseimbangan lingkungan dan mengurangi dampak negatifnya. Oleh karena itu, pemahaman dan penerapan Cyanobacteria dalam berbagai konteks ekologis dan lingkungan adalah langkah yang positif untuk mendukung keberlanjutan dan konservasi sumber daya alam.
DAFTAR PUSTAKA
Hazarika, J., Pakshirajan, K., Sinharoy, A., & Syiem, M. B. (2015). Bioremoval Of Cu (Ii), Zn (Ii), Pb (Ii) And Cd (Ii) By Nostoc Muscorum Isolated From A Coal Mining Site. Journal Of Applied Phycology, 27, 1525-1534.
Huertas, M. J., López-Maury, L., Giner-Lamia, J., Sánchez-Riego, A. M., & Florencio, F. J. (2014). Metals In Cyanobacteria: Analysis Of The Copper, Nickel, Cobalt And Arsenic Homeostasis Mechanisms. Life, 4(4), 865-886.
Khalila, A. (2023). Efektivitas Penggunaan Isolat Cyanobacteria Dalam Remediasi Logam Berat Tembaga (Cu) (Doctoral Dissertation, Uin Ar-Raniry Banda Aceh).
Sapalina, F., Ginting, E. N., & Hidayat, F. (2022). Bakteri Penambat Nitrogen Sebagai Agen Biofertilizer. Warta Pusat Penelitian Kelapa Sawit, 27(1), 41-50.
Soule, T., & Garcia-Pichel, F. (2019). Cyanobacteria. Encyclopedia Microbiology, March, 799–817. Https://Doi.Org/10.1016/B978-0-12-809633-8.20886-8
Vachard, D. (2019). Cyanobacteria. Microbiology Today, 37(2), 86–91.
Https://Doi.Org/10.1016/B978-0-12-409548-9.11843-3
Zahra, Z., Choo, D. H., Lee, H., & Parveen, A. (2020). Cyanobacteria: Review Of
Current Potentials And Applications. Environments – Mdpi, 7(2). Https://Doi.Org/10.3390/Environments7020013
