Mikrobiologi ialah ilmu yang mempelajari mengenai organisme hidup yang berukuran mikroskopis, disebut dengan mikroorganisme. Menurut Pelczar dan Chan (2006:7), di dalam dunia mikroorganisme terdapat lima kelompok organisme, yaitu bakteri, protozoa, virus, serta alga dan cendawan mikroskopis. Mikroorganisme sangat erat kaitannya dengan kehidupan kita sehari-hari, beberapa diantaranya bermanfaat dan yang lain merugikan. Banyak diantaranya terdapat di dalam tubuh manusia sebagai flora normal. Beberapa mikroorganisme menyebabkan penyakit, dan yang lainnya terlibat dalam kegiatan manusia sehari-hari, misalnya pembuatan anggur, keju, yoghurt, produksi penisilin, serta proses-proses perlakuan yang berkaitan dengan pembuangan limbah.
Mikrobiologi muncul sebagai bidang Biologi yang sangat berarti. Kini mikroorganisme digunakan oleh para peneliti dalam penelaahan hampir semua gejala biologis yang utama, terutama pada bidang kesehatan. Bidang kesehatan sangat terbantu dengan adanya penemuan mikroskop, yang bermanfaat bagi kemaslahatan umat manusia. Mikroskop berasal dari bahasa Yunani, micros yang berarti kecil dan scopein yang berarti melihat. Mikroskop merupakan alat bantu untuk melihat mikroorganisme yang dapat ditemukan hampir di seluruh laboratorium. Menurut Utami (2007:68), dalam sejarah yang dikenal sebagai pembuat mikroskop pertama kali adalah Hans Janssen dan Zacharias Janssen pada tahun 1590. Penemuan mikroskop tersebut mendorong ilmuwan lain, seperti Galileo Galilei untuk membuat alat yang sama. Galileo menyelesaikan pembuatan mikroskop pada tahun 1609, dan mikroskop yang dibuatnya dikenal dengan nama mikroskop Galileo. Mikroskop jenis ini menggunakan lensa optik, sehingga disebut dengan mikroskop optik.
Seiring perkembangan teknologi, pada tahun 1664, ilmuwan berkebangsaan inggris bernama Robert Hooke berhasil merancang mikroskop yang memiliki sumber cahaya sendiri. Mikroskop buatannya ini mampu melihat benda dengan perbesaran hingga 30 kali. Menurut Pratiwi (2008:7), sejarah Mikrobiologi dimulai dari penemuan mikroskop oleh Robert Hooke. Melalui mikroskopnya yang terdiri atas dua lensa sederhana, Hooke mampu melihat ruang-ruang yang ia sebut sebagai sel, yang mengarah pada munculnya teori sel yang mengatakan bahwa seluruh makhluk hidup tersusun atas sel-sel. Meskipun Robert Hooke dapat melihat sel dengan bantuan mikroskopnya, namun tidak adanya metode pewarnaan menyebabkan Hooke tidak dapat melihat mikroorganisme dengan jelas.
Pada 9 Juni 1675, ilmuwan asal Belanda Antonie Van Leeuwenhoek menulis dalam buku hariannya, ”Mengumpulkan Air Hujan dalam Cawan”, dan pada 10 Juni 1675 ia melanjutkan, ”sambil mengamati air tersebut aku berkhayal bahwa aku menemukan makhluk-makhluk hidup, tetapi karena amat sedikitnya serta tidak terdapati dengan mudah, maka hal ini tidak dapat kuterima sebagai hal yang benar”. Maka keesokan harinya ia pun kembali kepada pengamatannya dan mencatat, “Tak ada pikiran padaku bahwa akan tampak makhluk hidup, tetapi setelah kuamati maka dengan penuh kagum aku melihat seribu makhluk hidup dalam setetes air. Animalcules itu merupakan jenis terkecil yang pernah kulihat sampai kini”. Leeuwenhoek lah yang pertama kali mengamati benda hidup dengan menggunakan mikroskop lensa tunggal yang lebih menyerupai kaca pembesar. Leeuwenhoek menyebut benda yang diamatinya sebagai animalcules (hewan kecil). Animalcules itu ia peroleh dari sisa makanan yang menempel di giginya serta dari air hujan, yang kemudian dikenal sebagai bakteri dan protozoa.
Leeuwenhoek membuat gambar-gambar bakteri yang ditemukannya dari air hujan, air liur, cuka, serta substansi lain yang disertai dengan gambar dan keterangan-keterangan yang menarik. Leeuwenhoek menuangkan penemuan-penemuannya yang menarik itu dalam serangkaian surat sebanyak lebih dari 300 buah yang dikirimkannya kepada sahabat-sahabatnya di Royal Society of London dan French Academy of Sciences.
Salah satu bentuk mikroskop modern. Sumber: Pixabay
Secarik surat bertanggal 17 September 1683 berisi gambar-gambarnya yang pertama tentang bakteri. Leeuwenhoek mengamati makhluk hidup ini dalam suspensi tartar yang dikoreknya dari sela-sela giginya. Kecermatan ketelitian pengamatannya nyata sekali pada gambar-gambar tersebut. Ia membuat sketsa sel bakteri dengan bentuk seperti bola (kokus), silindris/batang (basilus), dan spiral (spirilum). Meskipun sejak masa Leeuwenhoek telah terjadi banyak perubahan dalam mikroskopi, namun kita masih mengenali ketiga bentuk umum yang sama pada bakteri.
Hasil pengamatan Leeuwenhoek, yang dilaporkannya dalam bentuk surat-surat dibaca orang dengan antusias, tetapi sangat disayangkan arti penemuannya itu tidak dihiraukan oleh orang banyak. Sebelum tahun 1800 orang belum menyadari benar bahwa mikroorganisme adalah penyebab banyak penyakit atau menyebabkan perubahan kimiawi pada bahan-bahan di sekitar kita yang tak terhitung jumlahnya.
Menurut Pelczar dan Chan (2006:7), Leeuwenhoek lah yang pertama melaporkan pengamatannya dengan keterangan dan gambar-gambar yang ia teliti. Leeuwenhoek melakukan pengamatan selama ia mengasah lensa dan membuat mikroskop. Selama hidupnya ia telah membuat lebih dari 250 buah mikroskop, masing-masing terdiri dari lensa tunggal hasil gosokan yang ditanam dalam kerangka kuningan dan perak, kekuatan pembesaran tertinggi yang dapat dicapainya ialah 200-300 kali. Mikroskop tersebut sedikit sekali persamaannya dengan mikroskop cahaya majemuk yang ada sekarang, yang menggunakan dua lensa atau lebih dalam sistem yang dapat memperbesar 1.000-2.000 kali. Leeuwenhoek membuat gambar-gambar bakteri yang ditemukannya dari air hujan, air liur, cuka, serta substansi lain yang disertai dengan gambar dan keterangan-keterangan yang menarik. Leeuwenhoek menuangkan penemuan-penemuannya yang menarik itu dalam serangkaian surat sebanyak lebih dari 300 buah yang dikirimkannya kepada sahabat-sahabatnya pada Royal Society of London dan French Academy of Sciences. Hasil pengamatan Leeuwenhoek, yang dilaporkannya dalam bentuk surat-surat, dibaca orang dengan penuh perhatian, tetapi arti penemuannya itu tidak dihiraukan. Sebelum tahun 1800 orang belum menyadari bahwa mikroorganisme adalah penyebab banyak penyakit atau menyebabkan perubahan kimiawi pada bahan-bahan di sekitar kita yang tak terhitung jumlahnya.
Pada pertengahan abad ke-19 banyak ilmuwan dan filsuf percaya bahwa makhluk hidup muncul secara spontan dari benda tak hidup (teori generatio spontanea), yang meyakini bahwa belatung muncul dari material busuk, ular dan tikus lahir dari tanah lembab. Hal tersebut terus dipercaya sampai tahun 1668, saat Fransesco Redi seorang ilmuwan asal Italia mendemonstrasikan penemuannya bahwa belatung bukan berasal dari daging yang busuk. Percobaan Redi menggunakan tiga buah tabung yang ditutup rapat dan berisi daging busuk, serta tiga buah tabung terbuka yang berisi daging busuk. Hasilnya menunjukkan terdapat belatung diatas daging busuk pada tabung yang terbuka, sedangkan pada tabung tertutup tidak terdapat belatung. Penganut generatio spontanea belum yakin dengan penemuan Redi. Mereka berpendapat bahwa udara sangat diperlukan untuk terjadinya generatio spontanea.
Menurut Pratiwi (2008:8), teori generatio spontanea terus menguat, hingga John Needham yang berkebangsaan Inggris pada tahun 1745 menemukan bahwa, setelah ia memanaskan kaldu dan disimpan dalam botol tertutup, kaldu yang sudah dingin tersebut langsung terdapat mikroorganisme. Needham berpendapat bahwa mikroorganisme muncul dari kaldu. Dua puluh tahun kemudian, Lazzaro Spallanzani yang berasal dari Italia, menemukan bahwa ada kemungkinan mikroorganisme udara yang masuk ke dalam kaldu milik Needham. Spallanzani menempatkan kaldu pada botol tertutup, kemudian dipanaskan dan tidak terdapat mikroorganisme.
Pada tahun 1858, ilmuwan Jerman bernama Rudolf Virchow mengemukakan teori biogenesis, yang berarti semua sel hidup hanya dapat timbul dari sel hidup sebelumnya. Selanjutnya, pada tahun 1861 Louis Pasteur berkebangsaan Perancis melakukan percobaan yang mendukung teori biogenesis, bahwa mikroorganisme terdapat di udara dan dapat mengontaminasi larutan steril. Pasteur meletakkan kaldu pada botol berleher panjang yang dibengkokkan menyerupai huruf S dengan ujung yang terbuka, lalu didihkan dan didinginkan. Pada pengamatan selama beberapa minggu tidak ditemukan adanya kontaminasi mikroorganisme pada kaldu. Desain botol menyebabkan udara masuk, namun leher botol yang melengkung menyebabkan mikroorganisme di udara yang dapat mengontaminasi kaldu terperangkap. Pasteur menunjukkan bahwa mikroorganisme terdapat pada benda tak hidup, benda padat, benda cair, dan udara. Dan ia menyatakan bahwa kehidupan mikroorganisme dapat dihilangkan dengan cara pemanasan, hal tersebut dapat dirancang untuk menutup akses mikroorganisme di udara terhadap lingkungan yang mengandung nutrisi. Penemuan Pasteur menjadi dasar dari teknik aseptik, yaitu teknik pencegahan kontaminasi mikroorganisme yang tidak dikehendaki, kini digunakan sebagai standar kerja di laboratorium dan bagi tindakan medis.
Sejarah mengenai penemuan mikroskop dan mikrobiologi saling berkaitan satu sama lain. Penemuan mikroskop dan mikrobiologi di masa lalu memberikan manfaat yang besar dalam hidup manusia, yang hingga kini perkembangannya masih terus berlanjut. Menurut Pratiwi (2008:15), mikroorganisme dapat dilihat melalui peningkatan resolusi atau daya pisah dan kontras. Resolusi adalah kemampuan sistem lensa mikroskop untuk memisahkan dua titik yang berdekatan pada spesimen objek. Resolusi dipengaruhi oleh panjang gelombang cahaya yang digunakan dan apertur numerik. Kontras adalah perbedaan pada intensitas pengamatan antara bagian-bagian gambar yang berbeda. Kontras dapat dinaikkan dengan pewarnaan dan pengaturan pada mikroskop. Terdapat beberapa macam mikroskop, yang perbedaannya terdapat pada panjang gelombang elektromagnetik yang digunakan untuk memproduksi gambar, keadaan lensa dan pengaturan lensa, metode yang digunakan untuk melihat gambar, serta fungsi mikroskop itu sendiri. Mikroskop yang digunakan dalam Mikrobiologi adalah mikroskop cahaya, mikroskop medan terang, mikroskop medan gelap, mikroskop pendar, mikroskop fase kontras, dan mikroskop elektron.
Mikroskop cahaya, yaitu mikroskop yang menggunakan cahaya tampak sebagai sumber cahaya untuk mengamati spesimen. Mikroskop medan terang merupakan mikroskop cahaya yang umum digunakan untuk mengamati mikroorganisme. Mikroorganisme medan gelap digunakan untuk mengamati mikroorganisme yang tidak dapat diamati dengan mikroskop terang. Mikroskop ini menggunakan kondensor khusus dengan latar belakang gelap sehingga mikroorganisme akan tampak berwarna putih dengan latar belakang gelap. Mikroorganisme diwarnai dengan pewarna khusus dan akan nampak berpendar dibawah mikroskop dengan latar belakang gelap. Mikroskop ini memiliki filter eksitasi dan filter penghalang untuk mencegah kerusakan mata.
Lebih lanjut, menurut Pratiwi (2008:16), mikroskop fase kontras digunakan untuk mengamati struktur internal mikroorganisme dengan sinar-X dan berguna menambah kontras saat mengamati spesimen yang transparan. Confocal microscopy memungkinkan pandangan tiga dimensi sel atau irisan yang sangat tipis. Sinar laser digunakan untuk menghasilkan lembaran-lembaran yang tersusun horizontal setelah pewarnaan fluoresen. Mikroskop elektron digunakan untuk mengamati objek yang berukuran lebih kecil dari 0.2 mm, misalnya virus dan struktur internal sel. Mikroskop elektron tidak menggunakan cahaya biasa atau sinar UV, tetapi menggunakan berkas elektron yang mempunyai panjang gelombang sangat pendek sebagai sumber pencahayaan. Terdapat dua macam mikroskop elektron, yaitu mikroskop elektron transmisi, yang menghasilkan bayangan dua dimensi, dan mikroskop elektron pemayaran yang menghasilkan bayangan tiga dimensi.
Mikroorganisme yang menyebabkan penyakit diantaranya adalah bakteri, virus, jamur, dan protozoa. Tetapi mikroorganisme juga mempunyai peranan dalam kehidupan manusia. Diantaranya adalah mengubah elemen-elemen kimia, penanganan limbah, bioremidiasi, kontrol hama tanaman, industri dan pertambangan, pangan, bioteknologi modern dan rekayasa genetik, serta dalam bidang farmasi dan kesehatan. Oleh karena itu, mikroskop bermanfaat di dalam pengamatan mikroorganisme, baik mikroorganisme yang menyebabkan penyakit maupun yang bermanfaat dan memberi peranan penting bagi kelangsungan hidup manusia.
KESIMPULAN
- Mikrobiologi ialah ilmu yang mempelajari mengenai organisme hidup yang berukuran mikroskopis, disebut dengan mikroorganisme.
- Mikroorganisme terdiri dari bakteri, archaea, fungi (jamur), protozoa, alga mikroskopis, dan virus.
- Penemuan mikroskop dengan mikroorganisme saling berkaitan. Hans Janssen dan Zacharias Janssen membuat mikroskop pada tahun 1590, yang diikuti oleh Galileo Galilei, Robert Hooke, dan Anthony Van Leeuwenhoek.
- Sejarah Mikrobiologi dimulai oleh Robert Hooke pada tahun 1664, yang berhasil merancang mikroskop dan memiliki sumber cahaya sendiri dan mengarah pada teori mengenai sel.
- Pada tahun 1675, Antonie Van Leeuwenhoek pertama kali mengamati sisa makanan pada gigi dan air hujan menggunakan mikroskop lensa tunggal.
- Penemuan Antonie Van Leeuwenhoek tidak dihiraukan. Hingga pada pertengahan abad ke-19 banyak ilmuwan dan filsuf percaya bahwa makhluk hidup muncul secara spontan dari benda tak hidup (teori generatio spontanea).
- Teori tersebut dibantah oleh beberapa ilmuwan seperti Fransesco Redi, John Needham, Lazzaro Spallanzani, Rudolf Virchow, dan Louis Pasteur.
- Penemuan Louis Pasteur menjadi dasar dari teknik aseptik, yang kini digunakan sebagai standar kerja di laboratorium dan bagi tindakan medis.
- Mikroskop yang digunakan dalam Mikrobiologi diantaranya mikroskop cahaya, mikroskop medan terang, mikroskop medan gelap, mikroskop pendar, mikroskop fase kontras, dan mikroskop elektron.
REFERENSI
Pelczar, M.J. dan Chan, E. C. S., 2006. Dasar-Dasar Mikrobiologi Jilid 2. Jakarta: UI Press.
Pratiwi, T.S. 2008. Mikrobiologi Farmasi. Jakarta: Erlangga.
Utami, P.H. 2007. Mengenal Cahaya dan Optik. Jakarta: Ganeca.
Penulis 
