Misteri di balik magnetotactic bacteria

Pengertian bakteri magnetis ini atau magnetotactic bacteria (MTB) adalah jenis bakteri yang mengorientasikan diri sepanjang garis medan magnetik bumi. Bakteri ini berorientasi dan bermigrasi di sepanjang bidang geomagnetis menuju habitat yang menguntungkan. Perilaku ini pada umumnya dikenal sebagai magnetotaxis.

Untuk melakukan hal tersebut, MTB memiliki organsel yang disebut magnetosomes yang berukuran nanometer, dan mengandung kristal mineral magnetis yang tertutup dalam membran dan kemudian memaksa bakteri-bakteri ini membuat barisan seperti jarum kompas. Penjajaran ini dipercaya dapat membantu organisme tersebut mencapai daerah-daerah konsentrasi oksigen yang optimal.

Penemuan MTB dipublikasikan pertama kali oleh Institusi Mikrobiologi dari Universitas Pavia, Italia, yang ditulis oleh Salvatore Bellini. Ketika mengamati lapisan sedimen lautan di bawah mikroskop, ia melihat sekelompok bakteri yang ternyata berorientasi diri dalam arah yang unik. Dia menyadari mikroorganisme ini menunjuk arah kutub utara, dan karenanya menyebut mereka “bakteri magnetosensitive”. Pada tahun 1975, untuk pertama kalinya MTB dibahas dalam artikel umum oleh Richard P. Blakemore, mikrobiolog Institusi Kelautan Woods Hale, yang mengamati bakteri ini mengikuti arah medan magnet bumi dan kemudian menciptakan istilah “magnetotactic”.

Ada beberapa bentuk magnetotactic bacteria yang berbeda, baik dalam jumlah sel, tata letak dan pola partikel magnetic bakteri yang dikandungnya. Perbedaan tersebut dapat dibagi menjadi dua kategori, yaitu berdasarkan bakteri yang memproduksi partikel magnetit (Fe3O4 ) dan bakteri yang memproduksi greigite (Fe3S4), meskipun ada beberapa spesies yang mampu memproduksi keduanya.

Bakteri yang memproduksi magnetotactic magnetite biasanya ditemukan di zona transisi oxic-anoxic (OATZ), zona transisi antara air yang kaya oksigen dan air yang kekurangan oksigen. Banyak bakteri tersebut hanya mampu bertahan hidup di lingkungan dengan oksigen yang sangat terbatas, dan beberapa hanya dapat hidup dalam lingkungan tanpa udara.

Sangat mungkin, bahwa evolusi sistem magnetosomes ini berhubungan dengan kemampuan navigasi dalam zona kimia tajam dengan menyederhanakan pencarian tiga-dimensi untuk mencari kondisi yang lebih menguntungkan. Beberapa jenis bakteri magnetotactic dapat menghasilkan magnetit bahkan dalam kondisi tanpa udara dengan menggunakan oksida nitrat, nitrat, atau sulfat sebagai akseptor elektron terakhir. Lalu, MTB yang menghasilkan greigite biasanya hidup dalam lingkungan yang benar-benar tanpa udara.

Telah dikemukakan juga bahwa evolusi MTB terjadi seiring dengan adanya peningkatan atmosfer oksigen yang mengurangi kandungan zat besi dalam lautan. Organisme ini kemudian mulai menyimpan zat besi dan mengadaptasinya untuk membentuk magnetosomes yang digunakan bakteri dalam pemrosesan magnetoaxis. Magnetite bacteria lainnya dapat ditemukan dalam tingkat organism yang lebih tinggi, dari euglenoid algae, ikan salmon, merpati dan manusia.

Keragaman MTB tercermin dari tingginya jumlah bentuk bakteri yang ditemukan pada sampel lingkungan dari air atau lapisan sedimen laut. Umumnya bentuk MTB mencakup sel-sel bulat atau bulat telur (cocci), berbentuk batang (basil), bakteri melengkung (Vibrio) dan (spirillum) heliks dari berbagai dimensi. Salah satu bentuk lebih khas adalah multiselular yang disebut sebagai magnetotactic prokariot bersel banyak (MMP).