Pengajaran Sains di Laboratorium

Pada bulan September tahun 1928, seorang peneliti mikrobiologi di rumah sakit St. Mary, London, yang baru pulang dari liburan kembali ke laboratorium tempat dia bekerja. Pada hari itu awalnya dia bermaksud untuk membersihkan kultur bakteri yang ada di cawan petri. Berbagai jenis bakteri biasanya dipelihara dalam cawan petri yang telah disediakan nutrisi supaya mereka bisa berkembang biak dan menjadi bahan percobaan. Pada saat memulai membersihkan dengan disinfektan, dia mendapati ternyata salah satu kultur bakteri yang dia tinggalkan seminggu sebelumnya ternyata di satu cawan petri tidak dapat mengkoloni semua permukaannya. Bakteri tersebut gagal berkembang biak di satu cawan petri yang telah tumbuh sejenis jamur misterius di dalamnya. Secara cepat dia menyimpulkan bahwa terdapat zat khusus dalam jamur yang mampu membunuh bakteri, yang kemudian disebutnya antibiotik. Dia meramalkan bahwa zat khusus tadi dapat mengobati berbagai penyakit infeksi oleh bakteri. Ramalannya terbukti saat pemakaian pertama penisilin, zat dari jamur tersebut, pada satu pasien di rumah sakit New Haven, Amerika Serikat pada tanggal 14 Maret 1942, yang berangsur sembuh dari infeksi dan keracunan dalam darahnya. Alexander Fleming, peneliti tersebut, menjadi sangat terkenal dan hasil karyanya itu pun mendapat penghargaan hadiah Nobel pada tahun 1945[1].

Alexander Fleming di laboratoriumnya yang terkenal dengan tumpukan cawan petri yang berisi kultur bakteri (bagian tengahah-kanan foto)

Kisah eksperimen asal muasal penisilin yang kebetulan ini sangat terkenal, sering dikutip dan dianggap sebagai salah satu tonggak percobaan dan penemuan dunia medis terpenting. Namun berbagai riset tentang penemuan sains ini menunjukkan hal yang sebaliknya. Ada beberapa hal yang justru menjelaskan bahwa “percobaan kebetulan” ini tidaklah sederhana yang selama ini dikira.

Khasiat jamur sebagai antibiotik sudah dikenali jauh sebelum penemuan Fleming tahun 1929 itu. Pada tahun 1875, John Tyndall menjelaskan hasil risetnya bahwa jamur Penicillium glaucum membuat beberapa jenis bakteri mati. Ernest Duchesne di tahun 1897 membuktikan bahwa hewan yang sakit karena infeksi baketri dengan penyuntikan Penicillium glaucum ternyata mengalami perbaikan. Keunikan dari “percobaan” Fleming adalah jamur yang tidak sengaja dia biakkan tersebut adalah jenis jamur Penicillium notatum yang ternyata lebih mematikan efeknya bagi bakteri.

Pada saat Fleming berusaha mereplikasi percobaan, ternyata hal ini tidak mudah, berulang kali dia gagal. Penyebabnya karena jamur Penicillium notatum species yang sangat jarang ditemui, serta kemungkinannya berkembang biak di cawan petri pun sangat kecil. Hal ini kemudian dapat dia tanggulangi salah satunya dengan menyesuaikan suhu ruangan pada saat dia liburan sebelum kembali kerja yang memang dingin. Pada saat lain dimana jamur itu bisa tumbuh dengan baik tapi ternyata tidak mampu membunuh koloni bakteri yang ada di cawan petri. Hal ini baru terpecahkan pada tahun 1957 oleh James Park dan Jack Strominger dimana keyakinan Fleming bahwa penisilin menembus sel bakteri kemudian menghancurkannya ternyata tidaklah tepat, yang terjadi adalah penisilin menganggu proses pembelahan bakteri dan mencegah sintesis bahan pembentukan dinding sel bakteri. Sehingga bila koloni bakteri sudah lebih dahulu terbentuk dalam satu cawan petri, maka penisilin tidak akan efektif lagi, seperti yang dialami Fleming.

Yang paling menentukan adalah, bahwa Alexander Fleming tidak mencoba mengisolasi zat aktif dari jamur Penicillium notatum dalam jumlah banyak ataupun menguji khasiat medisnya pada binatang atau manusia. Yang mengembangkan penisilin dalam jumlah banyak serta mengujicobakan adalah Howard Florey, Ernst Chain dan Norman Heatley dari Universitas Oxford. Mereka mulai melakukan riset untuk produksi dan efek medis penisilin mulai tahun 1938 tanpa bimbingan apapun dari Fleming, satu dari mereka malah menganggap dia sudah meninggal, sampai sukesnya percobaan khasiat antibiotik ini pada manusia di rumah sakit New Heaven itu pada tahun 1942.

Cerita kehebatan penemuan penisilin oleh Fleming juga bisa diibaratkan dengan kegiatan percobaan/eksperimentasi oleh siswa pada pelajaran sains di sekolah. Biasanya berbagai materi praktikum yang dilakukan oleh siswa luar biasa, bertujuan untuk mengungkap fakta-fakta sains ataupun memverifikasi teori-teori sains. Padahal percobaan tersebut dilakukan oleh siswa yang tidak berpengalaman, dilakukan dalam waktu yang singkat, dengan alat yang tidak presisi dan bahan yang tidak terlalu murni serta dilakukan melalui tahapan kegiatan seperti halnya resep makanan. Uniknya hasil percobaan seperti ini bisa sukses menghasilkan data yang kemudian bisa menyimpulkan kebenaran satu fakta ilmiah atau teori sains. Seperti halnya ditunjukkan oleh berbagai penemuan sains seperti kasus penisilin, terdapat jarak waktu yang panjang, kerja keras oleh ilmuwan yang berpengalaman, alat dan bahan riset yang mahal, dan kemampuan intelektual saintis untuk bisa menghuhungkan data mentah sebagai landasan teori serta mengkomunikasikan hal tersebut di komunitas mereka. Bila kita menganggap bahwa percobaan yang dilakukan oleh siswa membawa pada pemahaman yang lebih bagus pada sains, maka kita sebagai guru telah melakukan simplifikasi. Sehingga diperlukan perspektif lain untuk memahami kegiatan percobaan sains di sekolah oleh siswa ini, dan menggunakan hal tersebut untuk merekonstruksi supaya kegiatan ini memberikan efek yang lebih bermakna.


[1] Sumber: Lax (2004). The Mould in Dr Florey’s Coat

Waller (2002). Fabulous Science, fact and fiction in the history of scientific discovery