© Dictio 2017 - 2019, Inc. All Rights Reserved. Terms of Use | About Us | Privacy Policy


Apa yang anda ketahui tentang Nostoc sp.?

Nostoc Sp

Nostoc Sp mempunyai bentuk berupa benang/filament yang diselubungi membrane. Tersusun dari sel-sel yang berbentuk manik-manik dirantai yang diselubungi lendir yang tebal membentuk masa seperti agar-agar berupa gumpalan (bola berlendir yang saling menempel), jarang memiliki percabangan mempunyai heterokista. Cara hidupnya berkoloni dan mempunyai habitat di air kotoran ayam/comberan, air sawah, air limbah, airs sungai, dan air kolam

Genus Nostoc merupakan Cyanobacteria penambat nitrogen yang termasuk ke dalam famili Nostocaceae dan ordo Nostocales (Dembitsky & Rezanka 2005: 363). Sel Nostoc berbentuk bulat atau oval yang berderetan sehingga membentuk filamen lurus tidak bercabang (Whitton 2000). Satu filamen Nostoc terdiri atas satu trikom yang diselubungi oleh selaput gelatin.

Warna selaput gelatin Nostoc bervariasi dari hijau, hijau biru, coklat, coklat kekuningan hingga hitam (Lund & Lund 1995). Spesies Nostoc membentuk koloni dengan karakteristik bentuk, ukuran, bau, tekstur, dan warna yang bervariasi (Whitton 2000).

Anggota dari Cyanobacteria ordo Nostocales, termasuk Nostoc , memiliki 3 tipe sel yang berbeda, yaitu sel vegetatif, sel akinet, dan sel heterokis (Kumar dkk. 2010). Masing-masing sel tersebut memiliki karakteristik morfologi dan fungsi yang berbeda (Pandey & Trivedi 1977). Sel akinet dicirikan dengan ukuran yang lebih besar dan memiliki dinding sel yang lebih tebal dibandingkan sel vegetatif. Sel akinet berperan melindungi sel Nostoc saat kondisi lingkungan kurang baik, seperti kekeringan atau suhu yang tidak sesuai untuk pertumbuhan (Vashishta 1999).

Sel Vegetatif, Sel Akinet, dan Sel Heterokis pada strain Nostoc CPG24
Gambar Sel Vegetatif, Sel Akinet, dan Sel Heterokis pada strain Nostoc CPG24

Sel heterokis terbentuk sebagai respon sel terhadap kekurangan nitrogen di lingkungan (Dembitsky & Rezanka 2005). Keberadaan sel heterokis dalam filamen merupakan penanda visual bahwa mikroorganisme tersebut memiliki kemampuan untuk melakukan fiksasi nitrogen (Stewart 1980).Fungsi utama dari sel heterokis adalah mereduksi dinitrogen (N2) bebas dari udara menjadi amonia (NH3), biasa disebut dengan fiksasi nitrogen (Kumar 1985).

Beberapa ciri pembeda antara sel heterokis dengan sel vegetatif yaitu sel heterokis berukuran lebih besar dibandingkan sel vegetatif. Sel vegetatif tidak memiliki selubung sel, sedangkan sel heterokis memiliki selubung sel yang terbentuk di luar dinding sel. Selubung sel heterokis berperan membatasi pemasukan oksigen, sehingga sel heterokis menyediakan lingkungan anaerob yang dibutuhkan oleh Nostoc dalam proses fiksasi nitrogen (Graham & Wilcox 2000).

Selubung sel heterokis tersusun atas tiga lapisan, yaitu lapisan luar, lapisan tengah, dan lapisan dalam. Lapisan luar sel heterokis adalah lapisan fibrous yang tersusun atas polisakarida ( heterocyst envelope polysaccharides / Hep). Lapisan tengah adalah lapisan homogenous , terdiri atas oligosakarida dan polisakarida.

Struktur Selubung Sel Heterokis
Gambar Struktur Selubung Sel Heterokis [Sumber: Wolk 1973: 71.]

Keterangan:

F : Fibrous layer PI : Plasmalemma H : Homogenous layer PN : Polar nodule
L : Laminated layer PC : Pore channel MP: Microplasmodesmata

Lapisan dalam adalah lapisan berlamina ( lamellated ) yang tersusun atas glikolipid dengan gula hidrofilik yang saling berikatan melalui ikatan glikosida. Interaksi antar ikatan hidrofobik menghasilkan lapisan lemak monolayer dengan permeabilitas yang rendah terhadap gas dan zat terlarut (Pandey & Trivedi 1977; Maldener & Pastor 2010). Lapisan glikolipid berfungsi sebagai barrier permeabilitas yang mencegah masuknya oksigen dan memungkinkan nitrogen untuk dapat masuk ke dalam sel. Adapun fungsi dari lapisan polisakarida adalah untuk mencegah degradasi dari lapisan glikolipid (Pandey & Trivedi 1977).

Sel heterokis memiliki kandungan pigmen fikosianin dalam jumlah yang lebih sedikit dibandingkan dengan sel vegetatif (Kumar 1985). Oleh karena itu, apabila diamati di bawah mikroskop cahaya, sel heterokis nampak kosong (Lee 2008).

Sel heterokis memiliki polar nodul yang tidak dimiliki oleh sel vegetatif (Darley 1982). Polar nodul berperan sebagai tempat pertukaran zat antara sel vegetatif dengan sel heterokis (Vashishta 1999). Sel heterokis tidak menambat karbondioksida (CO2) serta tidak menghasilkan oksigen (O2). Sel heterokis kehilangan kemampuan untuk menghasilkan oksigen, karena tidak memiliki pigmen aksesori fotosistem II (Stewart 1980). Oleh karena itu, sel heterokis bergantung pada masukan karbon hasil fotosintesis dari sel vegetatif (Lee 2008). Letak sel heterokis dalam filamen dapat berada di terminal/ ujung (Gloeotrichia*) atau interkalar/ditengah ( Nostoc ). Sel heterokis yang berada di terminal memiliki 1 polar nodul, sedangkan sel heterokis pada interkalar memiliki 2 polar nodul (Vashishta 1999).

Spesies Nostoc ditemukan dalam kisaran habitat yang luas, baik darat maupun perairan (Whitton 2000). Meskipun demikian, Nostoc lebih banyak ditemukan pada habitat darat, seperti tanah persawahan (Graham & Wilcox 2000). Tanah persawahan di Indonesia merupakan salah satu habitat yang baik bagi pertumbuhan berbagai jenis mikroalga tanah, termasuk Nostoc . Akan tetapi penelitian tentang keragaman jenis dan pemanfaatan Nostoc di Indonesia belum banyak dilakukan (Simanungkalit dkk. 2006).

Penelitian pada tanah persawahan di daerah Yogyakarta oleh Jutono (1973) menunjukkan bahwa kelimpahan anggota-anggota dari famili Nostocaceae (7 genus dan 12 spesies) dan Oscillatoriaceae (8 genus dan 18 spesies) umumnya lebih tinggi dibandingkan famili-famili lain (Simanungkalit dkk. 2006).

Penelitian De (1939) menunjukkan bahwa keberadaan Cyanobacteria pada tanah persawahan memberi kontribusi penting dalam menjaga kesuburan tanah. Peran penting Cyanobacteria tersebut berkaitan langsung dengan kemampuan fiksasi nitrogen. Oleh karena itu, banyak penelitian dilakukan untuk mengetahui spesies Cyanobacteria yang memiliki kemampuan dalam proses fiksasi nitrogen (Whitton & Roger 1989).

Sumber nitrogen untuk pertumbuhan Nostoc dapat diperoleh dalam bentuk ion nitrat (NO3-), nitrit (NO2-) atau amonium (NH4+) (Whitton 2000). Nostoc akan lebih memilih menggunakan nitrogen dalam bentuk nitrat atau amonium dibandingkan nitrit, karena nitrit menimbulkan efek toksik pada konsentrasi tinggi (Morris 1974).

Apabila amonium tersedia di dalam medium, maka Nostoc tidak akan menggunakan sumber nitrogen dalam bentuk lain. Nitrogen anorganik akan diasimilasi melalui beberapa tahap bergantung pada sumber N yang digunakan. Nitrat akan direduksi menjadi nitrit dengan adanya enzim nitrat reduktase. Kemudian nitrit direduksi kembali menjadi amonium oleh enzim nitrit reduktase (Whitton 2000). Adapun asimilasi amonium dilakukan terutama melalui sistem enzim glutamin synthetase-glutamin synthase (GS_GOGAT) (Whitton 2000).

Berbeda dengan mikroalga eukariotik, Nostoc memiliki kemampuan untuk menyimpan sejumlah nitrogen hasil penambatan. Nitrogen disimpan dalam komponen berupa cyanophycin dan phycocyanin. Cyanophycin merupakan kopolimer dari aspartat dan arginin dan memiliki fungsi tunggal, yaitu untuk menyimpan nitrogen. Sementara itu, phycocyanin merupakan komponen pigmen utama dari antena penangkap cahaya. Phycocyanin berperan sebagai cadangan nitrogen hanya saat sel berada dalam keadaan kekurangan nitrogen. Baik cyanophycin maupun phycocyanin berada dalam konsentrasi rendah saat sel Nostoc kekurangan nitrogen. Cyanophycin akan mengalami degradasi terlebih dahulu sebagai respon sel terhadap kekurangan nitrogen. Sel Nostoc selanjutnya akan mengalami perubahan warna akibat degradasi phycocyanin (Whitton 2000).