Simbiosis Mutualisme Tanaman Kacang-Kacangan dan Bakteri Rhizobium

Simbiosis Mutualisme Tanaman Kacang-Kacangan dan Bakteri Rhizobium – Atmosfer mengandung 79% gas nitrogen bebas. Nitrogen digunakan untuk membentuk asam amino dan protein. Hanya saja tidak setiap makhluk hidup dapat mengambil nitrogen bebas, hanya beberapa organisme yang dapat mengikat/ menfiksasi  gas N2 (Nitrogen bebas) yang di atmosfer diantaranya adalah bakteri Rhizobium yang bersimbiosis dengan akar kacang-kacangan.

Oleh karenanya banyak organisme tergantung makhluk hidup lain untuk mendapatkan nitrogen. Organisme heterotrof mengambil nitrogen dalam bentuk makanan yang mengandung protein sementara tumbuhan hijau mengambil nitrogen dalam bentuk nitrat. Protein terbentuk melalui proses fotosintesis .

Nitrogen adalah unsur yang diperlukan untuk membentuk senyawa penting di dalam sel, termasuk protein, DNA dan RNA. Tanaman harus mengekstraksi kebutuhan nitrogennya dari dalam tanah. Sumber nitrogen yang terdapat dalam tanah, makin lama makin tidak mencukupi kebutuhan tanaman. Udara yang menyelubungi bumi mengandung gas nitrogen sebanyak 80 %, sebagian besar dalam bentuk N2 yang tidak dapat dimanfaatkan. Tanaman dan kebanyakan mikroba tidak mempunyai cara untuk mengikat nitrogen menjadi senyawa dalam selnya.

Nitrogen sangatlah penting untuk berbagai proses kehidupan di bumi. Nitrogen adalah komponen utama dalam semua asam amino, yang nantinya akan dimasukkan ke dalam protein. Pada tumbuhan, banyak dari nitrogen digunakan dalam molekul klorofil, yang penting untuk fotosintesis dan pertumbuhan lebih lanjut. Meskipun atmosfer bumi merupakan sumber berlimpah nitrogen, sebagian besar relatif tidak dapat digunakan oleh tanaman.

Pengolahan kimia atau fiksasi alami (melalui proses konversi seperti yang dilakukan bakteri rhizobium), diperlukan untuk mengkonversi gas nitrogen menjadi bentuk yang dapat digunakan oleh organisme hidup, oleh karena itu nitrogen menjadi komponen penting dari produksi pangan. Nitrogen hadir di lingkungan dalam berbagai bentuk kimia termasuk nitrogen organik, amonium (NH4+), nitrit (NO2-), nitrat (NO3-), dan gas nitrogen (N2). Nitrogen organik dapat berupa organisme hidup, atau humus, dan dalam produk antara dekomposisi bahan organik atau humus.

Tanaman dan mikroba umumnya mendapatkan nitrogen dari senyawa seperti ammonium (NH4+) dan nitrat (NO3-). Nitrogen dalam bentuk gas, dimanfaatkan oleh para pakar bioteknologi dengan memusatkan perhatiannya pada hubungan simbiosis antara tanaman dengan jenis mikroba tertentu yang dapat menambat nitrogen dari udara dan menyusun atom nitrogen ke dalam molekul ammonium, nitrat, atau senyawa lain yang akan digunakan oleh tumbuhan.

Leguminose termasuk ke dalam classis dicotyledoneus dimana embrio mengandung dua daun biji/cotyledone. Famili legume dibagi menjadi 3 kelompok sub famili, yaitu: mimisaceae, tanaman kayu dan herba dengan bunga “regular”, caesalpinaceae, tanaman dengan bunga “irregular” dan papilonaceae, tanaman kayu dan herba mempunyai ciri khas berbentuk bunga menyerupai kupu-kupu.

Putri malu (Mimosa pudica) termasuk tumbuhan leguminosae. Tumbuhan jenis leguminose (polong-polongan) memiliki sifat yang berbeda dengan jenis rumput-rumputan, jenis legume umumnya kaya akan protein, Ca dan P. Leguminose memiliki bintil-bintil akar yang berfungsi dalam pensuplai nitrogen, dimana di dalam bintil-bintil akar inilah bakteri bersimbiosis, bertempat tinggal dan berkembang biak serta melakukan kegiatan fiksasi nitrogen bebas dari udara. Itulah sebabnya penanaman campuran merupakan sumber protein dan mineral yang berkadar tinggi dan juga  memperbaiki kesuburan tanah.

Tanaman inang mendapatkan senyawa nitrogen dari bakteri untuk melangsungkan kehidupannya sedangkan bakteri mendapatkan zat hara yang kaya energi dari tanaman inang. Sehingga terjadi simbiosis antara tanaman dan bakteri yang saling menguntungkan untuk kedua pihak. Bakteri jenis Rhizobium adalah bakteri penambat nitrogen yang terdapat didalam akar kacang-kacangan. Jenis bakteri ini masuk melalui rambut-rambut akar dan menetap dalam akar tersebut sehingga membentuk bintil pada akar yang bersifat khas pada kacang-kacangan.

Tanaman kacang-kacangan  atau leguminose akarnya mempunyai bintil-bintil berisi bakteri yang mampu menambat nitrogen udara, sehingga nitrogen tanah yang telah diserap tanaman dapat diganti. Simbiosis antara tanaman dan bakteri saling menguntungkan untuk kedua pihak. Bakteri mendapatkan zat hara yang kaya energi dari tanaman inang sedangkan tanaman inang mendapatkan senyawa nitrogen dari bakteri untuk melangsungkan kehidupannya. Bakteri penambat nitrogen yang terdapat di dalam akar kacang-kacangan adalah jenis bakteri Rhizobium.  Bakteri ini  masuk melalui rambut-rambut akar dan menetap dalam akar tersebut dan membentuk bintil pada akar yang bersifat khas pada kacang-kacangan (Ratna, 2007). Spesies pelopor yang baik pada tanah-tanah yang miskin atau baik untuk pupuk hijau.

Proses Interaksi Simbiosis Mutualisme

Proses interaksi simbiosis antara bakteri pengikat nitrogen (Rhizobium) dengan tumbuhan leguminose yaitu diawali dari masuknya bakteri Rhizobium ke dalam akar utama atau cabang akar melalui akar rambut. Proses masuknya Rhizobium sampai ke korteks pada clovers dan lucerne  adalah dimulai dari bulu akar normal melepaskan senyawa organik terjadi akumulasi Rhizobium pada daerah perakaran. Selanjutnya terjadi perubahan senyawa triptofan menjadi asam indolasetat (Indole Acetic Acid) yang mengakibatkan perubahan bentuk pada bulu akar menjadi melingkar. Untuk membentuk organizer polisakarida bereaksi dengan penyusun sel bulu akar.

Penggabungan Rhizobium ke dalam dinding sel berperan dalam intussusceptions sehingga mengakibatkan terbentuknya lubang pada dinding sel bulu akar yang merupakan tempat terjadinya infeksi. Kemudian bakteri berbentuk batang menyusup ke dalam sel bulu akar yang dikendalikan oleh inti sel bulu akar, yang akhirnya bakteri Rhizobium masuk ke dalam korteks akar dan percabangannya.

Bakteri ini menggunakan enzim nitrogenase untuk menambat nitrogen dimana enzim ini akan menambat gas nitrogen di udara dan merubahnya menjadi gas amoniak dan kemudian mengubah asetylen menjadi ethylen. Hubungan antara tanaman dan mikroorganisme terjadi di daerah rizosfer, mikroorganisme dapat hidup dari substrat yang dikeluarkan oleh tanaman melalui akar  ataupun tanaman yang mati, disamping itu juga merangsang pengeluaran unsur hara dan dari akar dapat menghasilkan senyawa-senyawa yang mempercepat pertumbuhan.

Bintil akar merupakan suatu bentuk asosiasi antara akar tanaman legume dengan bakteri Rhizobium. Rhizobium memfiksasi N dari udara sebagai pemenuhan kebutuhan unsur N bagi pertumbuhan tanaman. Menurut ketahanan hidup Rhizobium di alam sangat tergantung pada kondisi tanah, terutama pH, kelembaban, bahan organik, dan lamanya jarak antara tanaman budidaya yang menjadi inangnya.

Apa itu Simbiosis Mutualisme dan contohnya ?

Mutualisme merupakan interaksi antara dua makhluk hidup yang hidup berdampingan serta saling menguntungkan satu sama lain, dan bersifat sangat spesifik dan tidak dapat digantikan perannya oleh spesies lain yang mirip. Simbiosis antara dua jenis organisme ini terjalin karena diantara makhluk hidup tersebut memerlukan makhluk hidup lain untuk mempertahankan kehidupannya atau dalam proses perkembangbiakan.

Simbiosis mutualisme merupakan asosiasi/ hubungan antara dua spesies atau sebuah populasi makhluk hidup yang keduanya saling ketergantungan dan saling menguntungkan.

Baca juga : Interaksi Ekologi

Contohnya bakteri Rhizobium sp. yang hidup pada bintil akar tanaman putri malu.