1

Cyanobacteria

Monera berasal dari bahasa Yunani, moneres yang berarti

tunggal.Cyanobacteria, dikenal pula sebagai sianobakteri(a), bakteri biru-hijau,

ganggang biru-hijau (Cyanophyceae), serta ganggang biru, adalah filum (atau

divisi) bakteriautotroffotosintetik (Mereka memproduksi makanan mereka sendiri

dengan fotosintesis seperti tanaman, tetapi sel cyanobacteria lebih sederhana dan

kurang beberapa karakteristik struktural dari organisme eukariotik).

Jejak fosilnya telah ditemukan berusia 3,8 miliar tahun. Kelompok bakteri ini

sekarang adalah salah satu kelompok terbesar dan terpenting di bumi.Monera

meliputi organisme bersel satu yang mempunyai struktur tubuh amat sederhana

dan bersifat prokariotik.Sel prokariotik adalah sel yang materi genetiknya belum

terlindungi oleh selaput inti atau karioteka.Monera, menurut system klasifikasi

Carl Woose 1977 dikelompokkan menjadi dua subkingdom, yaitu Eubacteria dan

Archaebacteria.Cyanobacteria termasuk anggota subkingdom Eubacteria.Satu

satunya ganggang yang tergolong dalam kingdommonera Divisio Cyanophyta.

Alga ini disebut alga hijau-biru karena berwarna hijau kebiruan.Warna itu

diakibatkan oleh warna klorofil dan pigmen biru (fikosianin).Alga hijau-biru

banyak dijumpai di tempat-tempat yang lembap, misalnya diatas tanah, batu

2

tembok, sawah, parit, dan di laut.Jika mengering, koloni alga hijau biru

mengelupas seperti kerak.Alga hijau biru biasanya hidup dilingkungan yang sedikit

asam hingga basa. Selain hidup bebas, alga hijau biru juga ada yang hidup

bersimbiosis dengan organisme lain.

Alga hijau biru sama seperti bakteri, juga bersifat prokariotik. Alga hijau

biru ada yang bersel satu dan ada pula yang bersel banyak.Yang bersel satu ada

yang hidup soliter dan ada yang berkoloni, sedangkan yang bersel banyak

umumnya berbentuk benang. Alga hijau-biru dapat hidup di batuan di tempat

organisme lain sulit hidup. Dengan adanya alga hijau-biru, terjadilah pelapukan

batuan sehingga memungkinkan alga dan tumbuhan lain hidup.Alga hijau-biru

dapat bertahan pada lingkungan yang suhunya mencapai 85 C. Itulah sebabnya

alga hijau-biru dikatakan sebagai tumbuhan perintis.

CIRI CIRI CYANOBACTERIA

1. Ciri Umum

a. Prokariotik

Seperti halnya bakteri, alga ini tidak memiliki membran inti.Bahan ini

terdapat pada suatu daerah didalam sitoplasmanya.Jadi alga hijau biru

tergolong organisme prokariotik.

b. Tubuh bersel satu atau bersel banyak

Berbeda dengan bakteri pada umumnya yang bersifat uniselular (sel

tunggal), bentuk tubuh cyanobacteria ada yang multiseluler da nada pula

yang uniseluler. Tubuh cyanobacteria yang multiseluler berbentuk filament

3

(benang), contohnya: oscillatoria, microcoleus, Rivularia, Plectonema

boryanum dan Anabaena.

Gb. oscillatoria

Gb. Microcoleus

c. Mempunya klorofil, bersifat fotoautotrof

d. Habitat kosmopolitan (terdapat dimana-mana)

e. Beberapa hidup dengan bersimbiosis denganmakhluk hidup lainnya

f. Berkembang biak secara aseksual

g. Klorofil tidak dalam kloroplas dan memiliki fikosianin

Alga ini mempunyai klorofil a dan pigmen biru (fikosianin).Klorofil

tidak terdapat dalam kloroplas, melainkan pada membran tilakoid (Membran

tilakoid menyimpan pigmen-pigmen fotosintesis dan sistem transpor

elektron yang terlibat dalam fase fotosintesis yang bergantung pada

4

cahaya).Oleh karena memiliki klorofil dan dapat berfotosintesis, maka alga

ini dapat menghasilkan gula dan oksigen.Inilah sifat yang tidak dimiliki oleh

bakteri pada umumnya.

Pigmen fikosianin mengakibatkan warna hijau kebiruan.Beberapa dari

alga ini ada juga yang berwarna cokelat, hitam, kuning, merah, dan

hijau.Warna merah disebabkan oleh pigmen fikoeritrin sedangkan warna

kuning disebabkan oleh pigmen karoten.

Pada umumnya alga hijau biru memiliki kemampuan menambat

nitrogen dari udara. Proses penambatan nitrogen ini dilakukan oleh sel

khusus yang disebut heterosista. Heterosista dihasilkan oleh alga hijau biru

berbentuk benang.Ukuran heterosista lebih besar dibandingkan sel

didekatnya serta memiliki dinding sel yang lebih tebal.Oleh karena

kemampuan menambat nitrogen ini, alga hijau biru dapat menyuburkan

habitatnya, atau menguntungkan organisme lainyang bersimbiosis

dengannya.

Alga hijau biru ada yang mampu menghasilkan racun (toksin). Racun

yang dikeluarkan di perairan dapat mematikan organisme lain.

BENTUK DAN UKURAN CYANOBACTERIA

Cyanophyta mempunyai ukuran sekitar 1-60 µm. Cyanophyta yang

berukuran paling besar adalah Oscillatoria princeps.Ukuran tubuh

Cyanophyta yang bervariasi berkaitan dengan bentuknya yang juga

bervariasi.Bentuk tubuh Cyanophyta ada yang bulat dan ada yang berbentuk

benang (filamen).Cyanophyta bentuk bulat merupakan Cyanophyta

uniseluler yang hidup soliter (hidup sendiri-sendiri) atau berkolobi.

5

Gb. Oscillatoria princeps

Cyanobacteria ditemukan di hampir semua habitat yang bisa

dibayangkan, dari samudera ke air tawar ke batu sampai tanah.Mereka bisa

bersel tunggal atau koloni.Koloni dapat membentuk filamen ataupun

lembaran.Cyanobacteria termasuk uniselular, koloni, dan bentuk filamen.

Beberapa koloni filamen memiliki kemampuan untuk berdiferensiasi

menjadi tiga tipe sel yang berbeda: sel vegetatif adalah yang normal, sel

fotosintesis pada kondisi lingkungan yang baik, dan tipe heterokista yang

berdinding tebal yang mengandung enzim nitrogenase.

Setiap individu sel umumnya memiliki dinding sel yang tebal, lentur,

dan Gram negatif.Cyanobacteria tidak memiliki flagela.Mereka bergerak

dengan meluncur sepanjang permukaan.Kebanyakan cyanobacteria

ditemukan di air tawar, sedangkan lainnya tinggal di lautan, terdapat di tanah

lembab, atau bahkan kadang-kadang melembabkan batuan di

gurun.Beberapa bersimbiosis dengan lumut kerak, tumbuhan, berbagai jenis

protista, atau spons dan menyediakan energi bagi inang.

Cyanophyta bentuk benang disebut juga trikoma.Cyanophyta bentuk

benang merupakan Cyanophyta multiseluler.Pada Cyanophyta bentuk

6

benang, misalnya Anabaena, terdapat tiga macam sel utama, yaitu

heterokista, akinet, dan baeosit.

Heterokista

Heterokista/heterokist/heterocyst adalah sel yang berdinding lebih

tebal yang berbeda dagan sel-sel lainnya pada Cyanobacteria yang

berbentuk benang/filamen. Heterokist dapat memfiksasi nitrogen dalam

bentuk gas (N2) sehingga dapat dimanfaatkan oleh cyanobacteria

tersebut.Contoh Cyanobacteria yang memiliki heterokist adalah Nostoc

& Anabaena.Heterokist dapat tumbuh menjadi individu baru jika

memisahkan diri dari sel-sel lain.

Akinet

Akinet adalah sel yang berukuran lebih besar dari sel sel tubuh

lainnya, berfungsi menyimpan cadangan makanan, berdinding tebal, dan

mengandung endospore.Sel ini berfungsi untuk mempertahankan diri

dari kondisi lingkungan yang buruk.

baeosit

Baeosit adalah sel sel vegetaif yang merupakan hasil reproduksi

(pembelahan sel), berbentuk bulat, berukuran kecil, dan berklorofil.Sel

ini berfungsi untuk fotosintesis.

7

STRUKTUR SEL CYANOBACTEIA

Alga hijau biru ada yang uniseluler, ada yang membentuk koloni, dan ada pula

yang berbentuk benang.Contoh alga yang uniseluler adalah Chroococcus dan

Anacystis.

Gambar :Chroococcus

Gambar :Anacystis

Contoh alga yang membentuk koloni adalah Merismopedia, Nostoc, dan

Microcystis.

8

Gambar :Merismopedia

Gambar :Nostoc

Gambar :Microcystis

Contoh alga yang membentuk benang (filament) adalah Oscillatoria, Microcoleus,

dan Anabaena.

9

Gambar :Oscillatoria

Gambar :Microcoleus

Gambar :Anabaena

Sel alga hijau-biru tersusun atas (dari luar kedalam) sebagai berikut : dinding sel,

membran sel, sitoplasma, dan asam inti. Perhatikan gambar berikut.

10

Gambar : Struktur Sel Alga Hijau-Biru

a. Selubung Lendir

Selubung lendir terdapat disebelah luar dinding sel. Selubung lendir

berfungsi mencegah sel dari kekeringan.Selain itu, lendir dapat memudahkan sel

bergerak, karena beberapa alga ini dapat bergerak dengan gerakan osilasi (maju

mundur). Belum dapat dipastikan apa yang menyebabkan alga ini bergerak.

b. Dinding Sel

Dinding sel, mengandung lapisan peptidoglikan yang tipis.Dinding sel

mengakibatkan sel memiliki bentuk yang tetap.Dinding sel juga melindungi isi sel.

11

c. Membran Sel

Membran sel berfungsi mengatur keluar-masuknya zat dari dan kedalam sel.

Terdapat pelipatan membrane sel kearah dalam membentuk lamella fotosintetik

atau membran tilakoid.Pada membran tilakoid inilah terdapat klorofil.Jadi berbeda

dengan sel eukariotik yang memiliki klorofil didalam kloroplas, alga hijau biru

tidak memiliki kloroplas.

d. Sitoplasma

Sitoplasma merupakan koloid yang tersusun atas air, protein, lemak, gula,

mineral-mineral, enzim, ribosom, dan DNA. Di dalam sitoplasma inilah

berlangsung proses metabolisme sel.

e. Asam inti atau Asam Nukleat (DNA)

DNA terdapat pada suatu lokasi di dalam sitoplasma, namun tidak memiliki

membran inti.Karena itulah alga hijau-biru digolongkan kedalam prokariotik.

f. Mesosom dan Ribosom

Ribosom merupakan organel untuk sintesis protein, sedangkan mesosom

merupakan penonjolan membran kearah dalam yang berperan sebagai penghasil

energi.

2. Ciri khusus

Dinding sel mengandung pektin, hemiselulosa, dan selulosa

Dinding selnya berlendir

Mengandung pigmen fikosianin yang berwarna biru yang larut air

12

Bentuknya bervariasi ada yang berbentuk benang

Di tengah-tengah sel terdapat bagian yang tidak berwarna yang

mengandung asam deoksi-ribonukleat dan asam ribonukleat yang

tidak dibungkus membran inti ( prokariotik )

Dalam sel-sel yang telah tua tampak juga vakuola

Sebagai zat makanan cadangan ditemukan glikogen dan di samping itu

juga terdapat protein berupa lipo-protein ( gabungan protein dan

lemak) penyusun membran selnya

Ganggang biru umumnya tidak bergerak.jika terjadi gerakan kecil

gerakan merayap yang meluncur pada alas yang basah. gerakan itu

mungkin sekali karena adanya kontraksi tubuh dan dibantu dengan

pembentukan lendir

Perkembangbiakan selalu vegetatif dengan membelah, pembiakan

secara seksual belum pernah ditemukan

REPRODUKSI CYANOBACTERIA

Ada 3 cara reproduksi alga hijau-biru yaitu pembelahan sel, fregmentasi, dan

membentuk spora.

a. Pembelahan Sel

Alga hijau-biru dapat bereproduksi dengan pembelahan biner.Pembelahan

biner merupakan pembelahan sel secara langsung. Dengan pembelahan sel, baik

sel tunggal (organisme uniseluler) maupun sel penyusun filamen (benang) akan

bertambah banyak. Filamen akan bertambah panjang karena adanya pembelahan

sel.

13

b. Fragmentasi

Fragmentasi dilakukan oleh alga hijau-biru berbentuk benang. Dengan

fragmentasi (pemenggalan), filamen yang panjang akan terputus menjadi dua atau

lebih benang pendek yang disebut hormogonium. Setiap hormogonium akan

tumbuh menjadi filamen baru. Tempat pemutusan filamen adalah sel mati yang

terdapat diantara sel penyusun filamen.

c. Pembentukan Spora

Jika kondisi buruk, misalnya kurang air, diantara sel-sel alga hijau-biru ada

yang dapat membentuk endospora, seperti pada bakteri.Dindingnya menebal, dan

ukuran sel membesar.Bentuka ini disebut sebagai akinet, misalnya pada

Nostoc.Spora tahan terhadap lingkungan yang jelek.Jika kondisi lingkungan telah

pulih, spora tumbuh menjadi alga yang baru.

CARA HIDUP cyanobacteria

Cyanophyta hidup secara fotoautotrof (cyanobacteria dapat hidup bebas

maupun bersimbiosis mutualisme dengan organisme lainnya) dengan

mengasimilasi senyawa sederhana misalnya CO2, ion nitrat atau amonium, dan

beberapa ion anorganik lainnya. Perbedaan Cyanophyta dengan bakteri

fotoautotrof adalah Cyanophyta menghasilkan O2 dalam proses fotosintesisnya

sedangkan bakteri fotoautotrof tidak menghasilkan O2.

14

Habitat Cyanophyta

Cyanophyta dapat ditemukan pada berbagai lingkungan misalnya danau,

laut, sungai, tanah, batu, dan rawa.Cyanophyta dapat terlihat dengan mata

telanjang berupa lapisan tipis berwarna hijau biru, merah, atau ungu

kehitaman.Pada saat tertentu, Cyanophyta yang hidup di air muncul berlimpah

sehingga menyebabkan air tampak berwarna seperti warna Cyanophyta tersebut.

Contohnya Cyanophyta berwarna hijau biru (Anabaena) membuat air sawah

tampak kehijauan dan Cyanophyta merah (Ascillatoria rubescens) membuat laut di

daerah Timur Tengah berwarna merah sehingga disebut Laut Merah.Beberapa

jenis Cyanophyta yang dapat mengikat nitrogen berperan sebagai tumbuhan

perintis pada habitat miskin nutrisi (makanan), misalnya pantai berpasir atau

gurun.

Cyanophyta, Syneckococcus lividus dapat hidup di habitat yang ekstrim,

misalnya habitat dengan tingkat keasaman tinggi (pH 4,0) dan temperatur tinggi

(700C). Sedangkan jenis lainnya ada yang hidup bersimbiosis dengan organisme

lain, misalnya Nostoc dan Anabaena azollae. Nostoc hidup bersama dengan jamur

membentuk lumut kerak (Lichen) Peltigera, serta hidup di akar tumbuhan paku

Cycas.Anabaena azollae hidup di daun tumbuhan paku air Azolla pinata.

Simbiosis antara Cyanophyta dengan organisme lain saling memberi

keuntungan. Cyanophyta terutama berperan dalam memberika nutrisi organik pada

organisme simbiotiknya.Sedangkan organisme simbiotiknya memberikan

kelembaban dan nutrisi anorganik pada Cyanophyta.

15

KLASIFIKASI CYANOBACTERIA

Ganggang Biru dibedakan dalam 3 bangsa.

- Bangsa Chroococcales.

Berbentuk tunggal atau kelompok tanpa spora, warna biru kehijau-

hijauanUmumnya alga ini membentuk selaput lendir pada cadas atau tembok yang

basah.Setelah pembelahan, sel-sel tetap bergandengan dengan perantaraan lendir

tadi, dan dengan demikian terbentuk kelompok-kelompok atau koloni.

Gambar 2.2.10 :Chroococcus turgidus

16

Gambar 2.2.11 :Gloeocapsa sanguinea

- Bangsa Chamaesiphonales

Alga bersel tunggal atau merupakan koloni berbentuk benang, mempunyai

spora.Benang-benang itu dapat putus-putus merupakan hormogonium, yang dapat

merayap dan merupakan koloni baru.Spora terbentuk dari isi sel

(endospora).Setelah keluar dari sel induknya, spora dapat menjadi tumbuhan

baru.Untuk menghadapi kala yang buruk dapat membentuk sel-sel awetan dengan

menambah zat makanan cadangan serta mempertebal dan memperbesar dinding sel

Chamaesiphon confervicolus.

- Bangsa Nostocales

Sel-selnya merupakan koloni berbentuk benang, atau diselubungi suatu

membran.

Benang-benang itu melekat pada substratnya, tidak bercabang, jarang

mempunyai percabangan sejati, lebih sering mempunyai percabangan semu.

Benang benang itu selalu dapat membentuk hormogonium.

Contoh :Oscillatoria , Rivularia , Anabaena, Spirulina

1. Oscillatoria,

17

hidup dalam air atau di atas tanah yang basah,

sel¬selnya bulat, merupakan benang-benang dan akhirnya membentuk

koloni yang berlendir.

Pada jarak-jarak tertentu pada benang¬benang itu terdapat sel-sel yang

dindingnya tebal,

kehilangan zat¬zat warna yang berguna untuk asimilasi, hingga kelihatan

kekuning-kuningan dan dinamakan heterosista.

Heterosista ini dalam keadaan khusus dapat tumbuh menjadi benang baru,

tetapi fungsinya belum dikenal dan biasanya lekas mati.

Contoh Oscillatoria limosa; Oscillatoria princeps.

2. Rivularia

3. Nostoc

18

4, Anabaena azollae / Anabaena cycadae.

Nostoc, dapat menambat N dari udara, seringkali bersimbiosis dengan

Fungai membentuk Lichenes.

Anabaena, juga menambat N dari udara dan dapat bersimbiosis dengan

tanaman

Anaabaena cycadae bersimbiotic dengan pakis haji (Cycas rumphii)

Anabaena azollae bersimbiotic dengan paku air Azolla pinata (dalam

daunnya) yang hidup di sawah-sawah dan di rawa rawa.

dalam bersimbiosis Anabaena berada dalam akar-akarnya yang disebut akar-akar

bunga karang mengikat nitrogen untuk tumbuhannya.

PERAN CYANOBACTERIA BAGI MANUSIA

19

Alga hijau-biru ada yang bersifat merugikan, ada pula yang bersifat

menguntungkan bagi manusia.

a. Alga Hijau-Biru yang merugikan

Telah diuraikan bahwa beberapa alga hijau-biru yang hidup di air ada yang

mengeluarkan racun.Racun yang terlarut didalam air dapat meracuni organisme

yang meminumnya.Contohnya di Australia banyak biri-biri mati setelah minum air

telaga.Ini merupakan sifat merugikan alga hijau biru.

Sifat merugikan lainnya adalah alga ini dapat tumbuh di tembok dan batu,

sehingga tembok akan m udah lapuk. Demikian pula bangunan candi dari batu

yang banyak terdapat di Indonesia banyak yang terancam menjadi lapuk karena

alga.

b. Alga Hijau-Biru yang Menguntungkan

Alga Hijau-Biru ada yang bermanfaat di bidang pertanian dan industri makanan.

1) Pengikat nitrogen bebas

Nostoc, Gleocapsa, dan Anabaena merupakan alga hijau-biru yang dapat

menangkap nitrogen dari udara.Kemampuan menangkap nitrogen ini disebut pula

sebagai kemampuan melakukan fiksasi nitrogen.Anabaena azollae dapat

bersimbiosis dengan tumbuhan Azolla pinnata, yaitu tumbuhan yang banyak

djumpai di sawah dan mengapung di atas air.Alga hijau-biru itu melakukan fiksasi

nitrogendari udara dan mengubahnya dengan anonia.Akibatnya, dan Azolla

pinnata banyak mengandung ammonia.Hal demikian menguntungkan

petani.Azolla pinnatad dapat dijadikan pupuk hijau yang mengandung nitrogen.

20

(2) Sebagai bahan makanan

Ada pula alga hijau-biru yang dapat dijadikan makanan karena

mengandung protein yang cukup tinggi.Misalnya alga hijau-biru yang bentuknya

spiral dan disebut Artrospira.Kan alga ini terkenal, kemudian para pakar telah

berhasil membudidayakan alga ini untuk dipanen proteinnya. Di masa depan ada

kemungkinan alga ini dapat dikembangbiakkan dalam jumlah besar untuk

menghasilkan protein bagi kebutuhan umat manusia.

adapun manfaat Cyanobacteria itu sendiri adalah :

1. Cyanobacteria yaitu sebagai pengikat nitrogen bebas artinya Peran

Cyanobacteria aitu mengikat nitrogen yang utama di alam, nitrogen sendiri

sangat diperlukan oleh tanaman sehingga cyanobacteria menguntungkan

untuk tanaman contohnya adalah : Nostoc Commune,Anabaena Ccadae dan

Anabaena.

2. Sebagai vegetasi peintis , yaitu dengan cara membentuk lapisan pada

permukaan tanah gundul sehingga mampu hidup pada lingkungan yang

kurang menguntungkan dimana tumbuhan lain tidak dapat hidup di daerah

itu.

3. Cyanobacteria juga berperan sangat penting untuk menambah materi-materi

organik ke dalam tanah.

4. Spiriluna mampu menghasilkan senyawa karbohidrat ang lumayan dan

senyawa organic lain sangat tinggi yang diperlukan oleh manusia sebagai

sumber pangan yang mengandung banyak sekali protein di dalamnya. Oleh

21

karena itu Spiriluna bisa digunakan untuk dikembangkannya sumber pangan

di masa datang karena Spiriluna ini dalam bentuk pil.

Adapun kerugian Cyanobacteria :

1. Beberapa Spesies dari Cyanobacteria memproduksi racun syaraf

(neurotoksin) seperti ular ang sangat berbahaya bagi hewan dan manusia

biasanya racun ini menyerang hati ( hepatotoksin ) dan sel ( sitotoksin )

mereka membentuk endotoksin sehingga sangat berbahaya bagi hewan

maupun manusia.

2. Jika terlalu banyak Cyanobacteria menempel pada tembok bangunan maka

lama-kelamaan temok rumah tersebut akan cepat mengalami keretakan.

3. Cyanoacteria juga bisa merugikan akibat ulah manusia sendiri

yaitu Cyanobacteria sendiri dapat hidup di lingkungan yang mengandung

kadar fosfat dan nitrogen yang tinggi. Kadar tersebut pada suatu lingkungan

perairan sering diakibatkan oleh pencemaran limbah industri dan pertanian.

Kondisi ini dapat mengakibatkan tumbuhnya Cyanobacteria secara

berlimpah. Limpahan tersebut dapat menutupi permukaan perairan sehingga

matahari dan oksigen yang dibutuhkan organisme lain dalam perairan

berkurang.

Selain itu Cyanobacteria menbghasilkan racun yang dapat membunuh ikan

dan organisme laut lainnya.