Di alam, semua hewan dan tumbuhan hidup dalam simbiosis erat dengan mikroorganisme, termasuk bakteri, jamur, dan virus, membentuk berbagai ekosistem yang kompleks. Mikroorganisme ini bukan sekadar parasit atau patogen, tetapi sering kali memainkan peran yang sangat penting dalam perkembangan, kekebalan, dan metabolisme inang. Saat kita menyelami dunia mikroorganisme, kita terkejut menemukan bahwa mereka tidak hanya ada di usus kita, tetapi juga di mana-mana, dan bahkan telah menjalin hubungan penting dengan akar, daun, dan bagian tanaman lainnya.
“Keberadaan komunitas mikroba tidak hanya menentukan status kesehatan suatu organisme, tetapi juga dapat memengaruhi evolusi organisme tersebut.”
Interaksi antara mikroorganisme dan inangnya dapat dibagi menjadi tiga jenis: hubungan simbiosis, hubungan mutualistik, dan hubungan parasit. Dalam hubungan simbiosis, mikroorganisme tidak membahayakan inangnya, tetapi malah membuat rumah di dalam atau pada inangnya. Beberapa mikroorganisme ini mungkin bermanfaat bagi inangnya dalam keadaan tertentu, seperti menyediakan nutrisi atau bertahan melawan patogen, sementara yang lain dapat membahayakan inangnya dan membentuk hubungan parasit.
“Mikrobiota umum dapat dianggap sebagai flora normal inang. Mereka tidak hanya tidak berbahaya, tetapi juga melindungi inangnya.”
Hewan dan tumbuhan mulai memperoleh mikroorganisme saat lahir. Bagi hewan, proses ini sering kali dimulai saat lahir, sedangkan bagi tumbuhan, masuknya mikroorganisme dapat dimulai dengan perkecambahan akar dan juga dapat diperoleh dari udara. Dalam proses ini, faktor lingkungan memiliki pengaruh besar terhadap stabilitas mikroorganisme, terutama karakteristik dan kualitas tanah. Penelitian menunjukkan bahwa stabilitas mikrobiota akar tanaman antargenerasi bergantung pada jenis tanaman dan lingkungan tumbuhnya.
Mikrobioma manusia meliputi bakteri, jamur, arkea, dan virus. Jumlah mikroorganisme yang ada pada manusia dulunya diperkirakan sepuluh kali lipat jumlah sel manusia, meskipun dengan pendalaman penelitian ilmiah, rasio ini telah direvisi. Data terkini menunjukkan bahwa jumlah mikroba dalam tubuh manusia mungkin mendekati 1:1 dengan sel manusia, yang menunjukkan bahwa jumlah mikroba dalam tubuh tidak proporsional dengan fungsinya.
Pada hewan nonmanusia, peran mikroorganisme juga penting. Misalnya, hewan herbivora seperti sapi bergantung pada mikroorganisme dalam rumen mereka untuk mengubah selulosa menjadi nutrisi yang dapat digunakan. Keragaman komunitas mikroba ini penting bagi kehidupan herbivora karena banyak hewan yang menghuni lingkungan yang sama akan memiliki struktur komunitas mikroba yang berbeda meskipun diberi makan makanan yang sama.
Penelitian terkini menunjukkan bahwa tanaman memperoleh mikrobioma dari biji. Mikroorganisme ini diwariskan dari tanaman induk ke bibit yang berkecambah, lalu berpindah lebih jauh ke akar dan daun tanaman. Mikroorganisme tertentu seperti bakteri pemacu pertumbuhan tanaman (PGPB) dapat menyediakan berbagai layanan bagi tanaman, seperti fiksasi nitrogen dan pencegahan penyakit. Interaksi antara mikroorganisme ini dan tanaman dapat meningkatkan pertumbuhan dan kesehatan tanaman.
Penelitian terkini berupaya mengungkap bagaimana interaksi antara inang dan mikrobiota memengaruhi sistem imun dan respons terhadap patogen. Para ilmuwan percaya bahwa mikroorganisme induk dapat diwariskan ke bayi melalui kontak langsung dan produksi susu untuk segera membangun penghalang imun yang berharga, yang tidak hanya memberikan perlindungan bagi kehidupan baru, tetapi juga meninggalkan jejak yang dalam pada kesehatan di masa mendatang.
Koevolusi mikroorganisme dan inangnya telah menarik perhatian luas. Hal ini mendorong komunitas ilmiah untuk memikirkan kembali hubungan antarspesies dan bersiap untuk memperkenalkan perspektif baru ini ke dalam teori inti biologi. Seiring dengan semakin mendalamnya pemahaman kita tentang dunia mikroba, kita jadi bertanya-tanya bagaimana mikroba ini terus memengaruhi kehidupan dan masa depan kita.