Siklus Sulfur ($\text{S}$)

Sulfur adalah komponen penting dalam asam amino (seperti sistein dan metionin) dan vitamin. Bakteri memiliki peran sentral dalam mengubah sulfur antara bentuk organik dan anorganik.

A. Reduksi Sulfur

• Penguraian Organik: Bakteri heterotrof (pengurai) merombak protein yang mengandung sulfur dari materi organik mati dan melepaskan hidrogen sulfida ($\text{H}_2\text{S}$) melalui proses dekomposisi. $\text{H}_2\text{S}$ adalah gas beracun dengan bau khas telur busuk.
• Respirasi Sulfat: Beberapa bakteri anaerob, seperti genus Desulfovibrio, menggunakan sulfat ($\text{SO}_4^{2-}$) sebagai akseptor elektron terakhir (seperti denitrifikasi) dan mereduksinya menjadi $\text{H}_2\text{S}$. Proses ini signifikan di lingkungan sedimen laut dan lumpur.

B. Oksidasi Sulfur

• Bakteri Sulfur Oksidasi: Bakteri kemoautotrof (misalnya Thiobacillus) mengoksidasi $\text{H}_2\text{S}$ dan unsur sulfur ($\text{S}$) menjadi sulfat ($\text{SO}_4^{2-}$). Mereka mendapatkan energi dari reaksi ini. Sulfat adalah bentuk sulfur yang mudah diasimilasi oleh tumbuhan.
• Bakteri Sulfur Fotosintesis: Bakteri ini menggunakan $\text{H}_2\text{S}$ sebagai sumber elektron (bukan air seperti pada tumbuhan) dalam fotosintesis anoksigenik. Contohnya adalah bakteri sulfur hijau dan ungu.

Siklus Fosfor ($\text{P}$)

Fosfor adalah unsur vital dalam DNA, RNA, ATP (molekul energi), dan fosfolipid membran sel. Tidak seperti siklus lain, siklus fosfor tidak memiliki komponen atmosfer (gas).

A. Mineralisasi Fosfor

• Penguraian: Bakteri heterotrof melepaskan fosfor anorganik ($\text{PO}_4^{3-}$, atau fosfat) dari senyawa organik mati (protein, asam nukleat, dll.) melalui proses mineralisasi. Fosfat ini kemudian tersedia bagi tanaman dan mikroorganisme lain.

B. Solubilisasi Fosfor

• Fosfor Terikat: Sebagian besar fosfor di tanah terikat dalam bentuk mineral yang tidak larut dan tidak dapat diakses oleh tanaman.
• Bakteri Pelarut Fosfat (PSB): Bakteri seperti Pseudomonas dan Bacillus mensekresikan asam organik (misalnya asam sitrat) ke lingkungan sekitarnya. Asam ini bereaksi dengan mineral fosfat, melarutkannya dan melepaskan fosfat anorganik ($\text{PO}_4^{3-}$) ke dalam larutan tanah, sehingga dapat diserap oleh tanaman.

Bakteri Ekstremofil

Meskipun sebagian besar bakteri hidup dalam kondisi sedang, sekelompok bakteri (sering diklasifikasikan sebagai Archaea, tetapi termasuk juga beberapa Bacteria sejati) dikenal sebagai ekstremofil karena hidup di lingkungan yang ekstrem.

Tipe Ekstremofil	Kondisi Ekstrem	Contoh Lingkungan
Termofil/Hipertermofil	Suhu sangat tinggi ( $> 60^{\circ}\text{C}$)	Sumber air panas, ventilasi hidrotermal laut dalam.
Psikrofil	Suhu sangat rendah ( $< 15^{\circ}\text{C}$)	Lapisan es Arktik/Antartika, air laut dalam.
Halofil	Konsentrasi garam sangat tinggi	Danau Garam Besar, kolam garam.
Asidofil	pH sangat rendah (asam)	Saluran pembuangan asam tambang.
Alkalifil	pH sangat tinggi (basa)	Danau soda.

Studi tentang ekstremofil memberikan wawasan tentang batas kehidupan dan memiliki aplikasi bioteknologi, terutama dalam isolasi enzim termo-stabil (seperti Taq polimerase yang digunakan dalam PCR) yang dapat berfungsi pada suhu tinggi.