## PERAN SISTEMATIKA MIKROBIA DALAM MENGUNGKAP KEANEKARAGAMAN MIKROORGANISME
Idramsa *)

## ABSTRACT
Diversity  of  bacteria  and  archaea    can  not  be  learned  completely      yet  not  identified perfectly.  This  is  due  to  the  abundant  amount  of  diversity  of  microorganisms.  The existence  of  molecular  technologies  allow  to  identify  quickly  and  accurately  the organism. Classification approach is based on the value of character and phylogenetic fenetik make a meaningful classification of microorganisms. Microbes such as bacteria systematic approach should be based on systematic polyfasik.
Kata Kunci : Klasifikasi, fenetik, filogenetik, sistematika mikrobia
*) Idramsa, M.Si. : Staf Pengajar Jurs. Biologi FMIPA UNIMED

## Pendahuluan
ampir  7000  spesies  bakteri  dan arkhea  telah  dikenal  para ilmuan dan
ribuan lainnya sekitar 100.000 – 1.000.000 diperkirakan belum teridentifikasi (Madigan, et al 2009). Untuk mengungkap keanekaragaman mikrobia diperlukan suatu  perangkat  pengetahuan.  Sistematika organisme  memiliki  peranan  penting dalam mempelajari keanekaragaman organisme. Menurut definisnya, sistematika  merupakan  sebuah  ilmu  yang mempelajari keanekaragam mahkluk hidup serta hubungan kekerabatan antar sesamanya. Gravendee, (2000) mengatakan  bahwa  secara  fundamental, sistematika  bertujuan  untuk  memahami dan mendiskripsikan keanekaragaman suatu organisme selanjutnya merekonstruksi hubungan kekerabatan dengan  organisme  lainnya  dalam  satu kelompok.  Atlas  dan  Bartha,  (1997) menyatakan bahwa studi mengenai
keanekaragaman  mikrobia  serta  hubungan antar  mikrobia  baik  hubungan  similaritas (fenetik)  maupun  hubungan  kekerabatan (filogenitik) dikenal dengan istilah sistematika mikrobia. Tujuan utama sistematika adalah membuat suatu klasifikasi  biologis  yang  mencerminkan sejarah  evolusi  atau  filogeni  (Bauman, 2010).
Dalam sistematika ada tiga bidang kajian  yang  dilakukan  yaitu,  klasifikasi, identifikasi  dan  tatanama  ( nomenclature ). Klasifikasi adalah praktek taksonomi yaitu proses penataan organisme ke dalam suatu kelompok  (takson)  berdasarkan  hubungan kemiripan.  Identifikasi  merupakan  proses dan hasil penentuan apakah suatu organisme  yang  belum  dikenal  merupakan anggota  kelompok  yang  sudah  dikenal sebelumnya  atau  merupakan  suatu  spesies baru.  Sedangkan  tatanama  merupakan proses  atau  tata  cara  pemberian  nama ilmiah  pada  organisme  berdasarkan aturan dalam  kode  internasional  tatanama.  Untuk mikroba  diatur  dalam  Kode  Internasional Tatanama  Bakteria  atau International Code Bacteriology Nomenclature (ICBN).

## Pendekatan Sistem Klasifikasi
Hingga saat ini ada dua pendekatan  untuk  menyusun  klasifikasi dari  sebuah  kelompok  organisme  biologi,

## H
yaitu  sistem  klasifikasi  fenetik  dan  sistem klasifikasi  filogenetik.  Sistem  klasifikasi fenetik merupakan suatu sistem klasifikasi dimana  menaksir  hubungan  berdasarkan kepemilikan  karakter  yang  sama  dari anggota-anggota suatu kelompok. Sedangkan  sistem  klasifikasi  filogenetik (kladistik) didasarkan pada sebuah hubungan  perjalanan  evolusi  karakter  dari setiap  anggota  suatu  kelompok  yang sedang dipelajari.

## Sistem klasifikasi fenetik
Dalam  jangka  waktu  yang  cukup lama,  para  ahli  taksonomi  mikroba bergantung  pada  suatu  sistem  klasifikasi fenetik.  Sistem  klasifikasi  ini  berhasil membuat keteraturan keanekaragaman organisme  dan  kejelasan  fungsi  dari struktur  morfologi  (Madigan,  et  al.  2009). Meskipun  pada  klasifikasi  fenetik  dapat menunjukkan adanya kemungkinan hubungan  evolusi,  tetapi  hasil  yang diinginkan  tidak  tergantung  pada  analisis filogenetik. Klasifikasi
fenetik membandingkan sebanyak-banyaknya sifat tanpa menduga setiap ciri yang khas secara filogenetik  lebih  penting  dari  lainnya. Sifat-sifat  dengan  bobot  yang  sama digunakan  dalam  mengestimasi  similaritas secara  umum.  Klasifikasi  fenetik  yang terbaik  adalah  dengan  membandingkan sebanyak mungkin ciri fenotip. Organisme memiliki  banyak  kesamaan  ciri-ciri  dibuat menjadi  sebuah  kelompok  atau  takson (Prescoot, 2008).

## Sistem klasifikasi filogenetik
Filogenetik adalah studi yang mempelajari  hubungan  kekerabatan  suatu kelompok organisme berdasarkan hubungan  evolusioner  antara  kesatuan biologis.  Ide  dasarnya  adalah  untuk membandingkan  karakter  khusus  dari spesies  dengan  asumsi  spesies  yang  sama
(yaitu, spesies dengan karakter yang sama) memiliki  kedekatan  genetik.  Filogeni disajikan  dalam  bentuk  pohon  filogenetik untuk  menggambarkan  hubungan  antar organisme.  Filogeni  klasik  menggunakan karakter  fisik  atau  morfologi  seperti bentuk koloni, warna koloni, dan sebagainya. Filogeni modern menggunakan  sumber  informasi  yang diambil dari materi genetik terutama DNA dan urutan protein (Cleenwerck, 2008).
Pemikiran dasar penggunaan sekuen DNA  dalam  studi  filogenetika  adalah bahwa  terjadi  perubahan  basa  nukleotida menurut  waktu,  sehingga  akan  dapat diperkirakan kecepatan evolusi yang terjadi  dan  akan  dapat  direkonstruksi hubungan  evolusi  antara  satu  kelompok organisme  dengan  yang  lainnya.  Beberapa alasan  penggunaan  sekuen  DNA  (Hillis  et al.  1996),  yaitu  (1)  DNA  merupakan  unit dasar informasi yang mengkode organisme,  (2)  lebih  memudahkan  dalam mengekstrak dan menggabungkan
informasi  mengenai  proses  evolusi  suatu kelompok  organisme,  sehingga  mudah untuk  dianalisis,  (3)  memudahkan  dalam pembuatan  model  dari  peristiwa  evolusi secara  komparatif,  dan  (4)  menghasilkan informasi  yang  banyak  dan  beragam, dengan  demikian  akan  ada  banyak  bukti tentang keberadaan suatu hubungan filogenetik.  Pohon  filogenetik  adalah genealogi atau silsilah kemungkinan hubungan  evolusioner  diantara  kelompok- kelompok  taksonomi.  Pohon  filogenetik berupa  diagram  percabangan  atau  pohon yang  menunjukkan  hubungan  evolusi berbagai spesies mahkluk hidup berdasarkan  kemiripan  dan  perbedaan karakteristik  fisik  dan  genetika  mereka
(Vernon, 2001).

## Bidang Kajian Sistematik

## Klasifikasi
Klasifikasi merupakan praktek taksonomi, yaitu proses penataan organisme  ke  dalam  suatu  kelompok (takson) berdasarkan hubungan kemiripan. Klasifikasi mikroba dapat dilakukan dengan  berbagai  pendekatan.  Schleifer (2009)  menyatakan  bahwa  pendekatan fenotipik, yaitu pendekatan yang didasarkan pada kesamaan sifat morfologi, fisiologi  dan  kemotaksonomi.  Hal  ini sangat  berguna  untuk  identifikasi,  tetapi hanya memberikan informasi yang terbatas hanya pada hubungan filogenetik. Sedangkan  pendekatan  genotipik,  adalah pendekatan yang didasarkan pada kekerabatan genetis. Integrasi dari karakteristik fenotip dan genotif memberikan  suatu  pengaruh  yang  sangat besar  dalam  klasifikasi  dan  tatanama mikrobia pada saat ini dan akan berlangsung  terus  pada  masa  mendatang. Pendekatan  ini  memberikan  informasi tentang keterkaitan
filogenetik
mikroorganisme Identifikasi Identifikasi  organisme  merupakan bagian  penting  dari  taksonomi,  karena memungkinkan para ilmuwan untuk mengkomunikasikan  secara  efektif  dan memberikan rasa keyakinan bahwa mereka sedang  membahas  organism  yang  sama. Identifikasi sendiri adalah suatu proses dan penentuan  hasil  apakah  suatu  organism yang  belum  diketahui  atau  dikenal merupakan kelompok yang sudah diketahui  sebelumnya  atau  belum.  Untuk melakukan  identifikasi  terhadap  mikrobia dapat  menggunakan  dengan  berbagai macam  karakter  yang  dibutuhkan.  Seperti yang  dilakukan  Klein  et  al,  (1998)  untuk mengidentifikasi bakteri asam laktat
dengan  menggunakan  karakter  fenotif  dan genotif.

## Karakteristik klasik
Pendekatan klasik untuk melakukan identifikasi menggunakan karakter-karakter  morfologi,  fisiologi,  dan biokimia.  Karakter  klasik  ini  digunakan selama  bertahun-dalam  dalam  melakukan identifikasi  bakteria.  Metode  klasik  yang digunakan untuk mengidentifikasi sebanyak  200  Actinomycetes  seperti  yang dilakukan  oleh  Nonomura  (1974)  dengan menggunakan Bergey 's Manual of
Bacteriology  (Buchanan  &  Gibbons, 1974).  Karakteristik  ini  telah  umum digunakan  dalam  taksonomi  secara  terus- menerus dalam jangka waktu lama.

## Karakteristik molekuler
Kegagalan dalam identifikasi dapat  terjadi  disebabkan  oleh  karena belum  terbangunnya  parameter-parameter atau  kaidah-kaidah  baku  untuk  diterapkan dalam  mengidentifikasi  suatu  mikroba. Permasalahan  ini  sering  menimbulkan kerancuan  dalam  mengidentifikasi  jenis mikroba,  bahkan  sering  terjadi  tumpang tindih  karakter  suatu  mikroba,  atau sebaliknya  suatu  jenis  mikroba  memiliki beberapa  nama  ilmiah  sehingga  banyak terjadi revisi-revisi yang harus dilakukan.
Pada  saat  sekarang  ini,  sangat tidak mungkin bagi kita untuk mengabaikan  peran  analisis  DNA  sebagai salah  satu  alat  yang  sangat  bermanfaat dalam mengidentifikasi mikroba. Perkembangan instrumentasi untuk menganalisis  DNA  sekuens  dan  berbagai perangkat  lunak  untuk  mengolah  data
DNA serta telah semakin berkembangnnya DNA  sekuens  yang  dapat  diakses  secara bebas  pada  DNA  data.  Dengan  demikian, telah  terjadi  pergeseran  dalam  teknik mengidentifikasi mikroba dari
konvensional  ke  teknik  biologi  molekuler terutama  analisis  ribosomal  RNA  (rRNA) gen.  Pada  saat  ini  seseorang  dapat melakukan  identifikasi  organisme  sampai tingkat  genus  melalui  pendekatan  analisis rRNA  dan  analisis  filogenetik  yang  tidak terlalu  susah  untuk  dipahami  oleh  siapa pun.

## Tatanama
Tatanama  merupakan  bagian  dari sistematika mikroba yang mengkaji masalah  penamaan.  Penamaan  terhadap suatu spesies mikroba dapat diperoleh dari hasil  akhir  identifikasi.  Dalam  sistematik, pemberian  nama  yang  dimaksud  adalah pemberian  nama  ilmiah  ( scientifik  name ) kepada  suatu  mikroba  berdasarkan  aturan- aturan  yang  telah  diatur  dalam  sebuah kode tatanama internasioanl untuk bakteria atau  ICBN  ( The  International  Code  of
Bacterial Nomenclature ). Nama-nama spesies  mikroba  dapat  dibuat  berasal  dari beberapa sumber yaitu 1) deskripsi, seperti
Stapylococcus  aureus yang  artinya  bentuk seperti buah anggur, dan bewarna keemasan, 2) nama-nama ilmuan, Escherichia  coli (Theodor  Esherich),  3) daerah  geografi  seperti Mycobacterium genavense (Geneva,  Switzerland),  dan  4) komunitas  atau  suatu  organisasi  yaitu seperti Cedecea spp.  ( Centers  for  Disease Control ).
Nama spesies harus mengacu pada prinsip  dan  pedoman  tata  nama  masing- masing  organisme  (pada  bakteri  harus mengikuti  ICBN).  Nama  ilmiah  harus berbahasa latin atau yang dilatinkan. Nama spesies  dan  takson  diatasnya  harus ditentukan berdasarkan tiga kategori, yaitu publikasi  valid,  legitimasi  dan  prioritas publikasi.  Sejak  tahun  1976,  publikasi dikatakan valid pada International Journal of  Systematic  Bacteriology (IJSB)  atau
International  Journal  of  Systematic  and Evolutionary Microbiology (IJSEM)
Publikasi nama dalam jurnal harus dimulai dengan  sebuah  deskripsi  dari  takson  atau merujuk kepada publikasi efektif sebelumnya dari deskripsi takson (Dworkin et  al ,  2006).  Publikasi  valid (shahih)  terhadap  usulan  spesies  harus berisi  nama  spesies,  deskripsi  spesies, penentuan tipe strain dan harus dipublikasi.  Setelah  diusulkan,  nama spesies  dikoreksi  secara  formal.  Koreksi dimulai dengan publikasi permintaan opini kepada Judicium  Commission  of  the International Association of Microbiological Societies yang merupakan bagian  dari  IJSB.  Jadi  legalitas  nama spesies  tergantung  pada  diterimanya  nama tersebut  secara  umum  oleh  ilmuan  di seluruh dunia.
Pemberian  nama  harus  sesuai dengan bunyinya peraturan. Prioitas publikasi. setiap takson yang berada diatas spesies  dapat  memiliki  hanya  satu  nama yang  benar,  yang  sesuai  dengan  peraturan ICBN.  Nama  spesies  adalah  kombinasi biner  yang  terdiri  dari  nama  genus  dan penunjuk  spesies.  Publikasi  efektif.  bila merupakan  distribusi  barang  cetakan (melalui  penjualan,  tukar-menukar,  atau pemberian) kepada komunitas ilmiah.
Dalam taksonomi, setiap kelompok  taksonomi  dari  kategori  yang manapun  disebut  takson.  Dari  sederetan takson yang bertingkat-tingkat itu dijadikan  unit  dasar  adalah  kategori spesies.  Tingkat-tingkat  takson  (kategori) berturut-turut  dari  atas  kebawah  disebut dengan  istilah:  divisi,  kelas,  subkelas, ordo,  subordo,  famili,  subfamili,  rumpun, subrumpu, genus, subgenus spesies, subspesies.  Namun  subkategori  seperti subordo,  dan  subfamili,  atau  kategori rumpun  jarang  digunakan  (Dworkin et  al , 2006).
Pada takson infrasubspesifik suatu strain yang memperlihatkan kesamaan sifat dalam  perlakuaan  sebagai  suatu  kelompok taksonomi  yang  sama  dapat  digunakan
istilah-istilah yang merujuk kepada keanekaragaman  taksa  dibawah  tingkat subspesies.  Istilah-istilah  yang  umum digunakan  mengandung  akhiran -type,  - var, atau –form ,  seperti  biovar  (biotipe, tipe  fisiologi), chemoform (tipe  kimia), dan morphotype (Dworkin et al , 2006).

## Polifasik Sistematika
Secara praktis, pendekatan sistematika mikroba seperti bakteri sebaiknya didasarkan pada polifasik sistematik. Langkah pertama  dengan mengelompokkan  karakter  fenotif  dari strain-strain berdasarkan morfologi, biokimia  dan  karakter  lainnya.  Kelompok fenotif  kemudian  diuji  kemiripan  DNA untuk menentukan apakah fenotif mencerminkan homogenitas atau heterogenitas. Pendekatan standar polifasik taksonomi pada bakteri melibatkan  konstruksi  filogenetik  atau evolusi  berdasarkan  informasi  sekuen  gen 16S  rRNA  yang  digunakan  sebagai  dasar untuk  klasifikasi  dan  validasi  dengan mengamati  banyak  karakter  fenotifik (karakter fisiologi dan biokimia), genotifik (G + C content , DNA-DNA similarity dan DNA-rRNA similarity ) dan kemotaksonomi  (seperti, cellular  fatty acids ) (Beattie, 2007). Karakter morfologi seperti pewarnaan  mampu  memberikan  informasi awal  terhadap  karakter  morfologi  sel bakteri.  Dari  teknik  ini  diperoleh  karakter morfologi  sebagai  berikut.  Reaksi  sel terhadap  pewarnaan  Gram  dan Acid-fast , motilitas,  susunan  flagela,  ada  tidaknya spora  dan  kapsul,  dan  bentuk  sel. Informasi ini dapat mengidentifikasi
bakteri  sampai  tingkat  genus.  Disamping itu  Karakter  koloni  dan  pigmentasi  dapat memberi informasi
Karakter  pertumbuhan  meliputi ketergantungan  terhadap  oksigen  (aerob,
anaerob,  atau  mikroaerofil),  pH,  suhu, kebutuhan nutrien, dan resistensi antibiotik.  Sebagai  contoh Campylobacter jejuni tumbuh  baik  pada  suhu  24 o C dengan  adanya  antibiotik.  Sedangkan Yersinia  enterocolitica tumbuh  lebih  baik daripada  bakteri  lain  pada  suhu  4 o C.
Leginella,  Haemophilus ,  dan  beberapa bakteri patogen lainnya memerlukan faktor pertumbuhan  spesifik,  sementara  itu E.
coli dan  bakteri  enterik  dapat  tumbuh  di media minimal. Antigen  dinding  sel,  flagela,  dan kapsula biasanya digunakan untuk mengklasifikasi  organisme  pada  tingkat spesies.  Serotipe  terkadang  digunakan untuk membedakan galur dalam kepentingan  medis.  Fag  tipe  (sensitivitas isolat terhadap bakterofag) telah digunakan untuk memantau epidemiologik penyakit  yang  disebabkan Stapylococcus aureus , P.  Aureginoa , V,  cholerae dan S. thyi . Sensitivitas terhadap bakteriosin juga dipakai sebagai penanda strain epidemiologik. Sebagian besar bakteri diidentifikasi dan diklasifikasi berdasarkan reaksi  terhadap  serangkaian  pengujian biokimia.  Beberapa  metode  pengujian  (uji oksidase,  reduksi  nitrat,  degradasi  amino, dan fermentasi kabohidrat) rutin dilakukan terhadap  sebagian  besar  bakteri.  Beberapa bakteri dilakukan pengujian khusus seperti uji  koagulase  untuk Staphylococcus ,  uji pyrrolidonyl  arylamidase untuk  bakteri kokus  gram  posifif.  Jenis-jenis  pengujian untuk  identifikasi  bervariasi  tergantung kelompok dan spesies bakteri.

## Kesimpulan
Keanekaragaman  mikroba  yang ada  dimuka  bumi  ini  dapat  diketahui  dan dipelajari  berkat  adanya  ilmu  sistematika. Tujuan  utama  dari  sistematika  adalah untuk  membuat  suatu  klasifikasi  biologis
yang mencerminkan sejarah evolusi (filogeni). Ada  dua  sistem  pendekatan  dalam klasifikasi  organisme,  yaitu  1)  pendekatan fenetik, pengelompokan organisme didasarkan  atas  kesamaan  karakter  yang dimiliki  dan  2)  pendekatan  filogenetik yaitu pengelompokan organisme didasarkan atas hubungan evolusioner. Karakter-karakter utama yang digunakan  dalam  taksonomi  meliputi karakter  klasik  yang  terdiri  dari,  karakter morfologi, fisiologi dan metabolik, ekologi dan  analisis  genetik.  Untuk  karakter molekular  didekati  dengan  perbandingan protein,  komposisi  asam  basa  nukleat, hibridiasi  asam  nukleat  dan  penentuan urutan asam nukleat.

## Daftar Pustaka.
Cleenwerck  Ilse,  dan  Paul  De  Vos, Polyphasic  taxonomy  of  acetic  acid bacteria:  An  overview  of  the currently applied methodology, International Journal of  Food
Microbiology 125 (2008) 2-14.
Dworkin, M., Stanley F,, Eugene R,, Karl- Heinz  S,,  Erko  S.,  2006.  The Prokaryotes, 3thd Ed,  Vol  1
Springer, Singapore.
Gyllenberg,  M.,  Timo  K.  Bayesian predictiviness,  exchangeability  and sufficientness in bacterial taxonomy.
Mathematical  Bioscience ,  177&178
(2002) 161-184.
Hillis,  D.M.,  C.  Moritz,  and  B.K.  Mable, 1996, Molecular Systematic. 2 nd Ed,
Sinauer Assocites, Massachusetts. Madigan et al. 2009. Biology of Microorganisms.  Twelfth  Edition. Benjamin Cummings. Singapore
Priest  F  dan  Austin  B.  1993. Modern bacterial Taxonomy : second edition.
Chapman & Hall. United Kingdom.
Schleifer  K.H.,  2009,  Clasification  of
Bacteria  and  Archaea:  Past,  present and  future, Systematic  and  Applied Microbiology , 32 (2009) 533-542.
Vernon, K. A truly Taxonomic revolution? Numerical  Taxonomy  1957-1970, Stud.  Hist.  Phil.  Biol.  &  Biomed.
Sci .,  Vol.  32,  No,  2,  pp,  315-341, 2001. Willey M, Joanne, Linda M,S,, Christopher J, W,, 2008, Microbiology, McGraw-Hill Singapore. http://www.dsmz.de/microorganisms/main. php?contentleft_id=12.