Ilustrasi bakteri aerob fakultatif yang dapat hidup di lingkungan dengan atau tanpa oksigen.
Di dunia mikrobiologi, organisme sering dikategorikan berdasarkan kebutuhan mereka akan oksigen untuk metabolisme. Salah satu kelompok yang paling menarik dan adaptif adalah bakteri aerob fakultatif. Nama "fakultatif" berasal dari bahasa Latin yang berarti "pilihan", mengisyaratkan kemampuan mereka untuk memilih antara kondisi lingkungan yang berbeda.
Berbeda dengan bakteri aerob obligat yang mutlak membutuhkan oksigen untuk bertahan hidup dan berkembang biak, atau bakteri anaerob obligat yang justru terbunuh oleh oksigen, bakteri aerob fakultatif memiliki keunggulan yang signifikan. Mereka mampu melakukan respirasi seluler aerobik ketika oksigen tersedia, sebuah proses yang menghasilkan energi ATP (adenosin trifosfat) dalam jumlah besar. Dalam kondisi ini, mereka menggunakan jalur metabolik yang efisien untuk memecah nutrisi dan melepaskan energi.
Namun, ketika oksigen mulai menipis atau bahkan tidak ada sama sekali, bakteri aerob fakultatif tidaklah menyerah. Mereka memiliki kemampuan luar biasa untuk beralih ke metabolisme fermentasi. Fermentasi adalah proses anaerobik yang memungkinkan mereka tetap memproduksi ATP, meskipun dalam jumlah yang jauh lebih sedikit dibandingkan dengan respirasi aerobik. Proses ini memungkinkan mereka untuk terus tumbuh dan bereproduksi dalam lingkungan yang beragam, mulai dari usus manusia yang relatif rendah oksigen hingga lingkungan perairan.
Kemampuan transisi antara respirasi aerobik dan fermentasi ini didukung oleh enzim-enzim spesifik yang dimiliki oleh bakteri ini. Misalnya, enzim seperti sitokrom c oksidase, yang penting dalam rantai transpor elektron respirasi aerobik, dapat diinduksi ketika oksigen hadir. Sebaliknya, ketika oksigen menghilang, jalur metabolik yang terlibat dalam fermentasi, seperti laktat dehidrogenase atau alkohol dehidrogenase, akan diaktifkan.
Keberadaan bakteri aerob fakultatif sangat luas dan memainkan peran penting dalam berbagai aspek kehidupan dan ekosistem. Dalam bidang kedokteran, banyak patogen penyebab penyakit yang termasuk dalam kelompok ini. Contohnya adalah Escherichia coli, yang dapat ditemukan sebagai flora normal di usus tetapi juga dapat menyebabkan infeksi saluran kemih, sepsis, dan penyakit lainnya jika masuk ke bagian tubuh yang steril. Kemampuan mereka untuk beradaptasi dengan kondisi tubuh manusia yang berubah-ubah membuat mereka menjadi ancaman yang signifikan.
Di alam, bakteri aerob fakultatif berkontribusi pada siklus nutrisi, seperti siklus karbon dan nitrogen. Mereka terlibat dalam dekomposisi bahan organik dan dapat mempengaruhi kualitas air dan tanah. Dalam industri makanan, beberapa bakteri aerob fakultatif digunakan dalam proses fermentasi untuk menghasilkan produk seperti yogurt, keju, dan minuman beralkohol. Namun, beberapa di antaranya juga dapat menyebabkan pembusukan makanan jika tidak dikelola dengan baik.
Dalam laboratorium mikrobiologi, mengidentifikasi bakteri aerob fakultatif biasanya melibatkan penanaman pada media kultur yang memungkinkan pertumbuhan baik dengan maupun tanpa oksigen. Penggunaan media agar miring (agar deep) yang menciptakan gradien oksigen adalah salah satu metode umum. Pertumbuhan yang merata di sepanjang kolom media menunjukkan sifat aerob fakultatif. Memahami karakteristik ini sangat krusial untuk diagnosis penyakit, pengembangan pengobatan, dan kontrol kualitas dalam berbagai industri.
Secara keseluruhan, bakteri aerob fakultatif adalah contoh luar biasa dari adaptabilitas biologis. Kemampuan mereka untuk beroperasi secara efisien di bawah kondisi oksigen yang berbeda menjadikan mereka organisme yang bertahan lama dan tersebar luas, dengan implikasi yang signifikan bagi kesehatan manusia, lingkungan, dan industri.