Biologi Sekolah Dasar dan Menengah Pertama · Grades 1–9
69Mikroba dan Infeksi
Mereka sudah membayangi buku ini sejak kuman yang tak terlihat pada tahun pertama (Definisi 6.1): naik menjadi tenaga kerja di toko rotinya (Bab 43), menjadi regu pengurai di dalam tanahnya, menjadi lawan yang berevolusi di bangsal rumah sakitnya (Contoh 68.4). Bab ini akhirnya memberi mikrobanya laporan lengkapnya: mereka itu apa, bagaimana minoritas yang merugikan menyerang, dan bagaimana pertahanan luar tubuhnya — dan pertahanan kita — menahan pintunya.
69.1 Dunia mikrobanya
Definisi 69.1 (Mikroba, dipilah)
Yang disebut mikroorganisme — mikroba — adalah makhluk hidup yang terlalu kecil untuk dilihat tanpa alat bantu. Jenis utamanya:
- bakteri: sel tunggal tanpa inti sel sejati, jauh lebih kecil daripada selmu, membelah dengan cepat (dunia pada Definisi 45.4) — ada di mana-mana, dalam jumlah yang tak terhitung;
- fungi bersel tunggal dan yang lain: ragi (Contoh 43.5), spora kapang, perenang setetes air kolamnya;
- virus: lebih kecil lagi, dan berbeda jenisnya — sepotong teks genetik yang dikemas (huruf pada Definisi 65.4) di dalam sebuah mantel, tanpa sel dan tanpa kehidupannya sendiri: sebuah virus tidak melakukan apa pun sampai ia masuk ke dalam sebuah sel hidup lalu memalingkan permesinan pembacaan sel itu untuk menyalin teks sang penyusup. Pada tanda Proposisi 1.3, virus duduk persis di tepi kehidupannya.
Proposisi 69.2 (Sebagian besar tak merugikan, sering justru penting)
Nama buruknya adalah laporan minoritas. Sebagian besar mikroba mengabaikan kita; banyak yang melayani kita: regu penguraiannya (Definisi 42.3), tenaga kerja pangannya, ahli kimia tanahnya — dan flora penetap yang tinggal di tubuhmu sendiri: triliunan bakteri tak merugikan yang menghamparkan diri di kulit dan ususmu, membantu pencernaannya dan, semata-mata dengan menduduki tempatnya, mendesak penyusupnya turun dari lahannya. Hanya minoritas yang kecil — yaitu patogen — yang menyebabkan penyakit.
Bukti. Diterima tanpa bukti pada tingkat ini. ∎
Contoh 69.3 (Satu tubuh, tiga hubungan)
Di kulitmu menit ini: penetap bermiliar-miliar, yang menahan permukaannya (hubungan satu: persekutuan). Di dalam yoghurt sarapanmu: pekerja, yang mengasamkan atas perintah (hubungan dua: pekerjaan, Contoh 43.6). Pada paku berkarat di gudangnya: spora bakteri rahang terkunci, yang menunggu sebuah luka yang dalam (hubungan tiga: minoritas patogennya, dan alasan bagi Bab 70 serta suntikan ulang tetanusnya).
69.2 Infeksi: serangannya, bertahap
Definisi 69.4 (Tahap infeksinya)
Yang disebut infeksi berjalan dalam beberapa tahap, masing-masing dengan namanya:
- penularannya: patogennya berjalan — permukaan yang tersentuh dan tangan, tetesan yang terbatukkan, makanan dan air yang tercemar, darah, dan jalur seksual yang ditandai Definisi 59.2;
- masuknya: lewat sebuah bobolan — kulit yang tersayat, atau pintu tubuh yang terbuka: saluran napas, usus, dan jalur di atasnya;
- perbanyakannya: hangat, basah dan disuapi, yang tiba itu membelah — bakterinya menurut aturan kondisi pada Proposisi 42.8, dan jumlahnya berlipat dua dalam hitungan jam; virusnya dengan mengubah sel menjadi toko fotokopi;
- penyakitnya: gejalanya — dari kerusakannya sendiri, dari racun bakterinya, dan sebagian (bab berikutnya) dari pertempuran pertahanannya sendiri.
Contoh 69.5 (Dua penyusup, dipertentangkan)
Bakteri luka sayatnya melawan virus pilek musim dinginnya. Bakterinya: masuk lewat bobolannya, memperbanyak diri di antara sel di dalam jaringan yang hangat dan basah, dan buangannya meracuni tetangganya — denyut nyeri dan nanah pada jari yang bernanah. Virusnya: menumpang sebuah tetesan sampai ke lapisan saluran napasnya, masuk ke dalam sel lapisan itu sendiri, dan tiap sel yang dibajaknya melepaskan segerombol salinan sebelum tumbang — tenggorokan yang perih dan hidung yang meler di sepanjang jejaknya. Mekanika yang berbeda; antibiotik yang melaparkan yang pertama tak dapat menyentuh yang kedua, sebab yang kedua meminjam permesinan milikmu, dan obat terhadapnya sukar dibidikkan.
69.3 Menahan pintunya
Proposisi 69.6 (Pertahanan pertamanya)
Sebelum pertempuran apa pun, tubuhnya menahan perbatasannya:
- kulit: kering, berlapis, memperbarui diri — dindingnya (organ pada Definisi 5.1, bertugas jaga);
- lapisan dalam dan sapunya: permukaan pembersih saluran napasnya (Proposisi 51.6 memperlihatkannya kewalahan), kimia pembilas air mata dan air liurnya, rendaman asam lambungnya (Soal 50.1 mensterilkan sambil mencerna);
- para penetapnya: lahan yang sudah diduduki floranya, sedikit ruang untuk pendaratan;
dan kebersihan diri memperpanjangnya: sabun pada Metode 6.3 (kini dengan mekanisme lengkapnya — penularannya diputus), air yang aman, makanan yang dimasak dan disimpan dingin (penolakan kondisi pada Catatan 43.7), jarum yang disterilkan, penghadang kondomnya. Setiap aturan kebersihan diri pada buku ini adalah sebuah tahap penularan atau masuknya, yang dihadang.
Bukti. Diterima tanpa bukti pada tingkat ini. ∎
Contoh 69.7 (Dua dokter yang menggerakkan angkanya)
Dua nama menambatkan sejarahnya. Semmelweis, Wina tahun 1840-an: kematian akibat demam nifas ambruk di bangsal bersalinnya ketika para dokter mencuci tangan antara ruang bedah mayat dan ruang bersalinnya — penularannya diputus sebelum seorang pun melihat sang pengembara. Pasteur, satu angkatan kemudian, memperlihatkan para pengembaranya sendiri: mikroba, bukan “udara buruk”, yang mengasamkan anggurnya, membunuh ulat suteranya, menulari lukanya — dan panas (pasteurisasi temuannya) atau sterilisasi yang menghentikannya. Teori kuman mengubah rumah sakit dari bahaya menjadi pertahanan dalam satu masa hidup.
Metode 69.8 (Mengaudit sebuah risiko infeksi)
Untuk keadaan apa pun — dapur, luka, bangsal, kerumunan:
- sebutkan patogen yang masuk akal beserta jenisnya (bakteri, virus, fungi);
- telusuri jalur penularannya kepadamu;
- temukan pintu masuknya;
- tanyakan apa yang memperbanyaknya — kehangatan, kelembapan, makanan, waktu;
- hadanglah tahap yang paling murah: cuci, masak, tutup, dinginkan, sterilkan, vaksinasi (Bab 70 menjelaskan yang terakhir).
69.4 Latihan
Latihan 69.1 ★
Sebutkan jenis mikroba utamanya, dan apa yang membedakan virus.
Solusi
Solusi Latihan 69.1.
Bakteri (sel tunggal tanpa inti sel), fungi bersel tunggal seperti ragi dan kehidupan bersel tunggal lainnya di kolamnya — dan virus, yang berbeda jenisnya: tanpa sel, tanpa kehidupannya sendiri, hanya teks genetik yang dikemas lalu meminjam permesinan sebuah sel yang hidup.
Latihan 69.2 ★
Apa itu flora penetap, dan dua jasa apa yang diberikannya?
Solusi
Solusi Latihan 69.2.
Triliunan bakteri tak merugikan yang menetap di kulit dan di dalam ususnya. Jasanya: membantu pencernaannya, dan menduduki lahannya — mendesak patogennya turun dari titik pendaratannya.
Latihan 69.3 ★
Sebutkan keempat tahap infeksinya beserta contohnya.
Solusi
Solusi Latihan 69.3.
Penularan (tetesan sebuah batuk); masuk (sebuah sayatan, saluran napasnya); perbanyakan (pembelahan yang berlipat dua tiap jam, atau sel yang dibajak menyalin); penyakit (denyut nyeri jari yang bernanah, tenggorokan perih pileknya).
Latihan 69.4 ★
Pertentangkan luka sayat yang bernanah dengan pileknya: di mana tiap penyusupnya memperbanyak diri?
Latihan 69.5 ★
Sebutkan empat pertahanan pertama dan tahap yang ditahannya.
Solusi
Solusi Latihan 69.5.
Kulit: dindingnya, pada tahap masuknya. Sapu dan rendaman lapisan dalamnya (pembersihan saluran napas, air mata, asam lambung): masuk dan perbanyakan awalnya. Flora penetapnya: masuk — lahannya sudah diduduki. Sabun, memasak dan dingin pada kebersihan dirinya: penularan dan perbanyakannya.
Latihan 69.6 ★
Apa yang diputus cuci tangan Semmelweis, dan apa yang ditambahkan Pasteur?
Solusi
Solusi Latihan 69.6.
Penularannya — pengembara demamnya yang terbawa di tangan para dokter dari ruang bedah mayat ke bangsal bersalinnya. Pasteur memperlihatkan para pengembaranya sendiri: mikroba sebagai pelaku pengasaman, penyakit dan infeksinya — dan panas sebagai penghentinya.
Latihan 69.7 ★★
Mengapa antibiotik membiarkan pilek tak tersentuh? Jawablah dengan mekanika kedua penyusupnya.
Solusi
Solusi Latihan 69.7.
Antibiotik melaparkan lalu mematahkan bakteri — sel yang mandiri, dengan permesinannya sendiri yang dapat diracuni. Virus sebuah pilek tidak punya permesinannya sendiri: ia berjalan di atas permesinan milikmu, dan sebuah obat yang dibidikkan pada kerjanya berarti dibidikkan pada sel milikmu — itulah sebabnya obat bakterinya membiarkan virusnya tak tersentuh.
Latihan 69.8 ★★
Turunkan ulang tiga aturan kebersihan diri masa kanak-kanak (Bab 6) sebagai penghadang tahap, dengan mekanismenya disebutkan.
Solusi
Solusi Latihan 69.8.
Cuci tangan sebelum makan: menghadang penularan tangan-ke-mulut. Cuci tangan sesudah dari kakus: menghadang gelung keluar-ke-masuk jalur ususnya. Membuang ingus dan menutup batuk (serta siku untuk bersinnya): menghadang penularan tetesan pada sumbernya. (Aturan gigi dan makanannya menghadang tempat perbanyakan di mulutnya.)
Latihan 69.9 ★★
Jalankan Metode 69.8 pada salad ayam sebuah piknik musim panas, yang menghangat di dalam mobil selama tiga jam.
Solusi
Solusi Latihan 69.9.
Patogennya: bakteri keracunan makanan, pada ayamnya. Penularannya: hidangannya sendiri. Masuknya: ususnya. Diperbanyak oleh: tiga jam hangat di dalam mobilnya — aturan kondisi yang menyuapi pelipatduaan tiap setengah jam atau lebih. Penghadang termurah: rantai dinginnya — sebuah kotak pendingin (atau memakannya segar); yang termurah berikutnya, memasaknya sampai matang lebih dahulu.
Latihan 69.10 ★★
Mengapa mencuci tangan di antara tugas lebih penting daripada mencuci sering-sering? (Bangsal Semmelweis memuat jawabannya.)
Solusi
Solusi Latihan 69.10.
Karena tangan adalah kurir antarpetak: dokter Semmelweis sudah bersih menurut ukuran sehari-hari mana pun, namun tetap membawa sang pembunuh bangsalnya dari mayat ke ibunya. Cucian yang penting adalah cucian di batasnya — ayam mentah ke salad, kakus ke meja makan — yaitu tempat jalurnya akan tersambung bila tidak.
Latihan 69.11 ★★
Tempatkan bangsal pada Contoh 68.4 di dalam bab ini: tahap yang mana yang diserang antibiotiknya, dan apa yang dibiakkan pemakaiannya yang compang-camping?
Solusi
Solusi Latihan 69.11.
Antibiotiknya menyerang perbanyakannya — mematahkan bakteri yang sedang membelah. Dipakai compang-camping, ia menjadi penahan seleksi yang dijalankan setengah jalan: yang rentan mati, minoritas yang tahan mewarisi bangsalnya — membiakkan patogen yang akan ditemui pasien berikutnya.
Latihan 69.12 ★★★
“Sebuah virus adalah teks yang meminjam sebuah mesin cetak.” Bentangkan gambaran itu dengan Definisi 65.4 dan Definisi 69.1 — lalu pakailah untuk mengatakan mengapa virus duduk di tepi kehidupannya, dan mengapa ia sukar diobati.
Solusi
Solusi Latihan 69.12.
Teksnya: sepotong huruf genetik, dengan abjad yang sama seperti abjad tiap selnya (Catatan 65.7). Mesin cetaknya: permesinan pembacaan-dan-pembangunan sebuah sel yang hidup, yang dipalingkan oleh teks yang masuk itu untuk mencetak salinan dirinya. Tepi kehidupannya: sendirian, virusnya tidak melakukan apa pun pada daftar Proposisi 1.3 — tanpa makan, tanpa tumbuh, tanpa membelah; setelah meminjam, ia menjalankan sebuah parodi reproduksi. Sukar diobati: tidak ada permesinan virus untuk diracuni — hanya mesin cetaknya, dan mesin cetaknya adalah kamu.
69.5 Soal: Buku Catatan Wabahnya
Soal 69.1
Soal akhir pekan — sebuah wabah sekolah, ditelusuri tahap demi tahap
Sebuah wabah sekolah (rekaan): dalam sepekan, separuh kelas 9B melaporkan demam dan batuk; kasusnya lalu bertitik-titik di kelas yang lain. Perawat sekolahnya menyimpan sebuah buku catatan wabah lalu meminta kelas biologinya membantu membacanya.
Bagian I — Membaca penyebarannya.
- Kasus pertamanya — kasus penunjuknya — duduk di 9B; delapan kasus berikutnya sebaris dengannya dan menjadi pasangan tenis mejanya. Sebutkan jalur penularan yang mungkin, dan pintu masuknya.
- Kasusnya berlipat dua tiap dua hari pada mulanya. Hitungan tahap yang mana yang sedang tampak, dan permesinan siapa yang mengerjakan penyalinannya bila agennya sebuah virus?
- Daftar periksa perawatnya: mulainya demam, batuk, tenggorokan yang perih. Tahap yang mana yang ditandai gejalanya, dan dari dua sumber apa ia timbul?
- Mengapa wabahnya melompat antarkelas persis pada dua rapat seluruh sekolah pekan itu?
Bagian II — Serangan balasnya.
- Tindakan sekolahnya: murid yang sakit dipulangkan; jendelanya dibuka (Latihan 26.10); cuci tangannya dilatih; perlengkapan bersamanya dilap. Tetapkan tahap yang dihadang tiap tindakannya.
- Seorang orang tua menuntut antibiotik untuk semuanya. Susunlah jawaban dokternya bagi sebuah wabah virus — dan peringatan seleksinya (Latihan 68.10) seandainya antibiotiknya tetap ditaburkan.
- Kantinnya pada saat yang sama melaporkan dua kasus sakit perut yang tertelusur ke sebuah pencuci mulut yang tak didinginkan. Auditlah wabah sampingan itu dengan Metode 69.8 — jenis agen yang berbeda, tahap yang berbeda.
- Mengapa perawatnya memetakan siapa duduk di mana alih-alih memperlakukan kasusnya sebagai acak? Sebuah peta wabah itu apa, dalam istilah penularannya?
Bagian III — Pembekalan akhirnya.
- Tuliskan riwayat hidup wabahnya dalam keempat tahapnya, dari kasus penunjuknya sampai padamnya.
- Wabahnya padam sebelum mencapai setiap muridnya. Tawarkan dua mekanisme — penghadang tindakannya, dan petunjuk bab berikutnya: mereka yang sudah kebal dari galur sepupunya tahun lalu.
- Tambahkan alinea sejarahnya: dua pelajaran abad kesembilan belas yang mana (Contoh 69.7) yang menurunkan seluruh tanggapan sekolahnya?
- Tutuplah buku catatannya dengan cara auditnya sebagai sebuah semboyan: satu kalimat tentang di mana wabah paling murah dihentikan.
Solusi
Solusi Soal 69.1.
1. Penularan lewat tetesan — terbatukkan dan terucapkan — dibantu permukaan bersama pada bet tenis mejanya; masuknya lewat saluran napas.
2. Perbanyakannya: sel lapisan yang dibajak pada tiap kasusnya mencetak salinan yang menyemai kasus berikutnya — pelipatduaannya adalah permesinan pinjaman virusnya, yang berbunga.
3. Penyakitnya. Dari kerusakan sel lapisan yang dibajak lalu tumbang — dan, sebagian, dari pertempuran pertahanannya sendiri, seperti dirinci bab berikutnya.
4. Karena rapatnya menyambungkan jangkauan tetesan tiap kelasnya selama sejam: penularannya berskala dengan kepadatannya, dan dua pencampuran terpadat sekolahnya adalah jalur antarpetaknya.
5. Murid yang sakit dipulangkan: penularannya disingkirkan pada sumbernya. Jendelanya: takaran tetesannya diencerkan — penularan. Cuci tangannya: jalur permukaannya diputus — penularan. Melap perlengkapannya: jalur benda bersamanya diputus — penularan. (Semuanya dibidikkan pada tahap termurah yang sama.)
6. “Antibiotik membunuh bakteri; agen ini adalah virus yang berjalan di atas sel anak-anak itu sendiri — obatnya tak dapat menyentuhnya, dan menaburkannya tetap saja hanya akan menjalankan ayakan seleksi atas bakteri penetap semua orang, membiakkan ketahanan untuk hari ketika antibiotiknya sungguh dibutuhkan.”
7. Agennya: bakteri keracunan makanan. Penularannya: pencuci mulutnya. Masuknya: ususnya. Perbanyakannya: berjam-jam tanpa pendingin — kehangatan, kelembapan, makanan, waktu, semuanya diberikan. Penghadangnya: lemari esnya — kondisinya ditolak; kedua wabahnya berbagi sebuah sekolah dan tidak ada yang lain.
8. Sebuah peta wabah adalah penularan yang dibuat terlihat: siapa-duduk-di-mana menggambar jalurnya — baris, pasangan, rapatnya — dan jalurnya, begitu tergambar, memperlihatkan di mana harus dipotong. Pengobatan acak melawan kasusnya; petanya melawan penyebarannya.
9. Penularannya: tetesan kasus penunjuknya, baris dan pasangannya lebih dahulu, lalu rapatnya ke seluruh sekolah. Masuknya: saluran napas, kelas demi kelas. Perbanyakannya: pelipatduaan dua harian sepanjang pekan pertamanya. Penyakit dan padamnya: demamnya memuncak, tindakannya memotong jalurnya, kolam yang rentan menipis — kurvanya berbalik turun.
10. Penghadang tindakannya melaparkan jalurnya — dan kolamnya sendiri lebih kecil daripada daftar hadirnya: murid yang mengangkut kekebalan galur sepupu musim dingin lalu tak dapat dinyalakan, dan sebuah wabah mati ketika terlalu sedikit yang masih dapat tertular: ingatan bab berikutnya, ditayangkan lebih dahulu.
11. Pelajaran Semmelweis: potong jalur kurirnya — pengasingan di rumah, tangan yang dicuci, bet yang dilap. Pelajaran Pasteur: kenali pengembaranya — sebutkan agennya, tolak kondisinya, lalu bidikkan obatnya pada jenisnya dan bukan pada kebiasaan.
12. “Wabah paling murah dihentikan pada penularannya — sabun, udara, jarak dan sebuah kotak pendingin yang tertutup mengalahkan obat apa pun yang menunggu sampai perbanyakannya.”