Si Jarum (jamur rumen) : Neocallimastix frontalis

Si Jarum (jamur rumen) : Neocallimastix frontalis 

            Hai sobat jejamuran, akhir-akhir ini kita dikagetkan dengan munculnya entitas ciptaan Tuhan yang tidak lebih besar dari semut namun mampu menguncangkan seluruh isi dunia. Benar, dialah si malapetaka dari Wuhan, Miss coRona atau lebih bekennya dikenal dengan 19-nCoV, yang bertanggungjawab lebih dari 3000 kasus kematian akibat Covid-19 (penyakit yang disebabkan oleh corona) di China (cnnindonesia.com). Kini tak hanya di Wuhan, si Miss coRona sudah mulai bermigrasi ke negara-negara lain, baik di Asia maupun Eropa. Mencuatnya wabah akibat Miss coRona ini menyebabkan banyak pasang mata di dunia yang dulu acuh dengan entitas berukuran mikro kini mulai padu dan padan mempelajarinya.

            Miss coRona merupakan salah satu contoh kecil dari entitas berukuran mikro yang memiliki dampak negatif terhadap manusia. Beralih ngomongin fungi, sebenarnya tidak hanya ada fungi yang berdampak negatif saja, namun juga banyak fungi berukuran mikro yang berpotensi bermanfaat bagi manusia, contohnya seperti spesies dari filum Neocallimastigomycota satu ini. Eitss, mesti masih banyak dari kalian yang asing mendengar nama filum ini. Yap memang benar, Neocallimastigomycota merupakan anggota kingdom fungi paling muda sehingga masih jarang orang yang membahas maupun mengkaji filum ini lebih dalam. Neocallimastigomycota sendiri awalnya masuk kedalam filum Chytridiomycota namun dengan beriringnya waktu, para peneliti mulai menyadari perbedaan dari dua filum tersebut sehingga pada akhirnya memisahkan keduanya (Heath et al., 1983).

            Meskipun kurang terkenal, beberapa spesies dari filum Neocallimastigomycota memiliki potensi yang dapat dimanfaatkan oleh manusia, salah satunya adalah Neocallimastix frontalis. Mengapa disebut berpotensi, karena N. frontalis merupakan fungi yang mencerna serat-serat seperti selulosa, hemiselulosa, dan lignin. Dimana enzim selulotik yang dihasilakan oleh si doi dapat dimanfaatkan dalam industri tekstil, kimia, kertas, dan bahan pangan. Selain itu enzim selulotik juga dapat dimanfaatkan dalam proses fermentasi biomassa yang mengandung selulosa menjadi biofuel seperti bioetanol (Wang et al., 2011).

 N. frontalis merupakan fungi uniseluler bersifat anaerob (tidak membutuhkan O₂) yang hidup bersimbiosis di rumen hewan ruminansia.

“Loh fungi kok anaerob?!”

Emmm begini sobat, khusus untuk anggota dari filum Neocallimastigomycota merupakan fungi anaerobik yang telah beradaptasi dengan lingkunganya yang tidak terdapat O₂, oleh karena hal itu filum ini juga dikenal dengan nama Anaerobic Fungi (Gruninger, 2014).

            Oke next, ngomongin tentang Neocallimastix, sebelumnya zoospora dari genus ini diklasifikasikan sebagai protozoa penghuni rumen domba (Liebetanz, 1910), namun penelitian yang dilakukan Orpin (1975) membuktikan bahwa yang dianggap sebagai protozoa berflagella tersebut merupakan zoospora dari genus Neocallimastix. Mengenai N. frontalis, secara ilmiah doi dikasifikasikan sebegai berikut:

Kerajaan          : Fungi

Filum               : Neocallimastigomycota

Kelas               : Neocallimastigomycetes

Ordo                : Neocallimastigales

Famili              : Neocallimastigaceae

Genus              : Neocallimastix

Spesies            : N. frontalis (Gruninger, 2014)

Secara garis besar si doi memiliki dua bentuk yang berbeda yaitu saat dewasa dan juga saat masih bayi a.k.a zoospora. Bentuknya saat dewasa kurang lebih seperti ini :

            Gambar diatas merupakan N. frontalis mature yang dicitrakan menggunakan mikroskop oleh Orpin (1975). Untuk bagian yang telah diberi lingkaran merah tersebut disebut thallus, thallus ini ibaratnya seperti tubuhnya sedangkan struktur yang menyerupai hifa yang menjulur ke segala arah tersebut disebut dengan rhizoid.

“Fun Fact : beberapa genus dari filum Neocallimastigomycota ada yang memiliki thallus lebih dari satu dalam satu individu yang disebut thallus polysentric seperti pada genus Orpinomyces, Anaerorhizoimyces, dan Cyllamyces (Gruninger et al., 2014)”

            Thallus pada N. frontalis sendiri hanya ada satu (monosentrik), bagian luar thallus terdapat dinding sel yang tersusun atas kitin sedangkan didalam thallus terdapat inti sel dan berbagai macam organel lainnya. Salah satu hal yang unik sebagai bentuk adaptasi fungi ini terhadap lingkungannya adalah absennya mitokondria. Namun sebagai gantinya terdapat organel yang menyerupai mitokondria yang disebut dengan hidrogenosom. Layaknya mitokondria, hidrogenosom pada N. frontalis berfungsi sebagai the powerhouses yang berfungsi untuk menghasilkan energi dalam ATP namun hanya saja disini O₂ tidak diperlukan (van der Giezen, 2002).

           

Berikutnya adalah struktur yang disebut rhizoid, rhizoid sendiri sebenarnya merupakan struktur menyerupai hifa atau dapat disebut juga sebagai pseudohifa, namun para peneliti lebih suka menyebutnya sebagai rhizoid karena bentuknya yang menyerupai sistem perakaran tumbuhan. Fungsi dari rhizoid itu sendiri adalah untuk penempel dan menyerapan nutrisi pada substratnya. N. frontalis hidup dengan mencerna lignoselulosa yang berasal dari makan hewan ruminansia, semakin banyak material lignoselulosa yang ada, maka akan semakin banyak rhizoid yang akan menginvansi di tempat tersebut, oleh karena itu jumlah dari rhizoid yang berkembang salah satunya dipengaruhi oleh ketersediaan nutrisi pada substrat tersebut (Gruninger, 2014).

            Untuk bentuk bayinya a.k.a zoospora, bentuknya seperti ini:

           Zoospora merupakan hasil perkembangbiakan aseksual N. frontalis. Pada dasarnya terdapat dua bagian pada zoospora yaitu bagian kepala dan flagella. Dalam kepala zoospora terdapat materi genetik serta berbagai macam organel. Sedangkan yang menjulur panjang merupakan flagella. Jumlah flagella pada zoospora N. frontalis sendiri berjumlah 8-17 flagella atau polyflagellate (Lowe et al., 1987).

            Beralih ngomongin cara reproduksinya, hingga saat ini para peneliti belum mengetahui reproduksi seksualnya. Oleh karena itu sobat, disini saya hanya akan menjelaskan mengenai cara reproduksi aseksualnya saja (Heath et al., 1986). Sebelumnya mari kita cermati gambar 1-6 berikut ini:

“Okay sudah? Kalo begitu mari saya jelaskan”

Mula-mula thallus akan berkembang menjadi sporangium, selain itu nukleus akan mengalami sitokinesis membentuk uninukleat yang nantinya akan menjadi cikal bakal zoospora itu sendiri. Pada N. frontalis yang bersifat monosentrik, nukleus akan menetap pada sporangium, sehingga seiring dengan berjalannya waktu sporangium akan mengalami perbesaran karena uninukleat yang berada didalam sporangium terus berkembang hingga menjadi zoospora. Kemudian karena adanya induksi berupa material tumbuhan yang dircerna, zoospora akan berdiferensiasi membentuk flagella hingga akhirnya zoospora tersebut memenuhi seluruh ruang pada sporangium (Orpin & Bountiff, 1978). Tekanan pada dinding sporangium mengakibatkan pecahnya sporangium dan keluarnya zoospora. Zoospora yang keluar kemudian akan bergerak menggunakan flagellanya dengan cara kemotaksis menuju material tumbuhan yang larut pada rumen sebagai arah rangsangannya. Setelah menemukan material tumbuhan, kemudian zoospora akan melekat dan membentuk semacam kista pada permukaan material tumbuhan tersebut, pada tahap ini flagella mulai mereduksi hingga pada akhirnya tidak ada. Berikutnya zoospora akan berkecambah menembus permukaan substrat menggunakan rhizoidnya. Semakin lama maka rhizoid yang berkembang juga semakin banyak sebagai upaya untuk memperbesar area penyerapan nutrisi. Hingga akhirnya zoospora tersebut berkembang menjadi N. frontalis dewasa yang kemudian akan memulai siklus dari awal lagi.

Untuk gambaran singkat secara mikroskopiknya kurang lebih seperti ini (Orpin, 1975):

            Untuk persebaranya, N. frontalis dapat ditemukan pada rumen hewan ruminansia seperti kambing, domba, dan sapi (Wubah, 2004).

Pada tahun 1988, Fonty dan koleganya melakukan penelitian mengenai cara N. frontalis dapat masuk kedalam rumen domba dengan memisahkan 2 anak domba dari induknya dengan perlakuan yang berbeda. Hasilnya menunjukkan anak domba yang berusia 2 minggu yang dipisahkan dari induk serta domba lainya terdeteksi terdapat N. frontalis di dalam rumenya. Hal ini menunjukkan bahwa kontak dengan induk bukan merupakan satu-satunya cara N. frontalis dapat masuk ke dalam rumen domba. Sedangkan anak domba lainnya yang dipisahkan dengan induknya dan ditempatkan pada tempat yang aseptik tidak ditemukan N. frontalis dalam periode yang sama. Isolasi pada saliva dan fases menunjukkan keberadaan zoospora di dalamnya, hal tersebut membuktikan bahwa keduanya dapat berpotensi sebagai agen transfer dari domba satu ke domba lainnya (Lowe et al., 1987). Untuk persebaran geografinya N. frontalis dapat ditemukan pada hewan ruminansia di Australia, Kanada, Prancis, Indonesia, Jepang, Malaysia, Belanda, Selandia Baru, Norwegia, Rusia, dan Amerika Serikat (Wubah, 2004).

Peta persebaran geografis N. frontalis

Mungkin cukup sekian yang bisa saya sampaikan sobat, semoga informasi ini dapat menambah pengetahuan perjamuran sobat jejamuran sekalian. Mohon maaf atas kesalahan dan keterbatasan dalam penulisan artikel ini. Sampai jumpa & terima kasih.

Titan Dwikama Putra/18308141014/Biologi B 2018

Daftar Pustaka

Fonty, G. and Gouet, Ph. (1988) Degradation and Fermentation of Cellulose by Neocallimastix sp. in the rumen. Reprod, Nutr. Develop., 28(suppl. 1). 75-6.

Gruninger, R. J., Puniya, A. K., Callaghan, T. M., Edwards, J. E., Youssef, N., Dagar, S. S., Elshahed, M. S. (2014) Anaerobic fungi (phylumNeocallimastigomycota): advances in understanding their taxonomy, life cycle, ecology, role and biotechnological potential. FEMS Microbiology Ecology, 90(1), 1–17.

Heath IB, Bauchop T & Skipp RA (1983) Assignment of the rumen anaerobe Neocallimastix frontalis to the Spizellomycetales (Chytridiomycetes) on the basis of its polyflagellate zoospore ultrastructure. Can J Bot 61: 295–307.

Heath IB, Kaminskyj SG & Bauchop T (1986) Basal body loss during fungal zoospore encystment: evidence against centriole autonomy. J Cell Sci 83: 135–140.

Lowe SE, Theodorou MK & Trinci APJ (1987) Isolation of anaerobic fungi from saliva and faeces of sheep. J Gen Microbiol 133: 1829–1834.

Orpin CG (1975) Studies on the rumen flagellate Neocallimastix frontalis. J Gen Microbiol 91: 249–262.

Orpin CG & Bountiff L (1978) Zoospore chemotaxis in the rumen phycomycete Neocallimastix frontalis. J Gen Microbiol 104: 113–122.

Tachezy, J. (Ed.). (2019) Hydrogenosomes and Mitosomes: Mitochondria of Anaerobic Eukaryotes. Microbiology Monographs.

Van der Giezen M (2002) Strange fungi with even stranger insides. Mycologist 16: 129–131.

Wang TY, Chen HL, Lu MY et al. (2011) Functional characterization of cellulases identified from the cow rumen fungus Neocallimastix patriciarum W5 by transcriptomic and secretomic analyses. Biotechnol Biofuels 4: 24.

Wubah, D. A. (2004). Anaerobic Zoosporic Fungi Associated With Animals. Biodiversity of Fungi, 501–510.

cnnindonesia.com diakses pada 20 Maret 2020 pukul 07.00 WIB.