struktur dan fungsi tumbuhan (3)

Document Sample
struktur dan fungsi tumbuhan (3) Powered By Docstoc
					BAB II

STRUKTUR DAN FUNGSI
TUMBUHAN

A. Tubuh Tumbuhan

    Di bumi ini terdapat lebih dari 275.000 jenis tumbuhan, dan tidak satupun jenis
    tumbuhan yang dapat digunakan sebagai contoh khusus yang dapat mewakili
    tubuh tumbuhan secara keseluruhan. Namun demikian, tumbuhan yang paling
    dikenal secara luas adalah Angiospermae dan Gimnospermae.

             Angiospermae adalah tumbuhan berbunga, seperti bakung, pohon
    mangga, dan jagung, disamping menghasilkan bunga, yang merupakan struktur
    reproduksi juga menghasilkan biji yang ditutupi rapat dengan lapisan jaringan
    pelindung. Biji itu dihasilkan di dalam suatu ruangan terlindungi yang disebut
    ovarium (indung telur). Sedangkan Gimnospermae, contohnya pohon cemara dan
    pinus, tumbuhan ini menghasilkan biji terbuka terletak pada permukaan struktur
    reproduksi (tidak terbungkus dalam suatu ruangan khusus).

             Angiospermae merupakan kelompok terbesar dari tumbuhan berpembuluh,
    sehingga dalam modul ini tumbuhan tersebut akan dijadikan fokus pembahasan.
    Anatomi dasar tumbuhan menunjukkan sejarah evolusinya sebagai makhluk hidup
    yang hidup di darat. Suatu tumbuhan darat harus menempati dua lingkungan yang
    berbeda yaitu tanah dan udara, pada waktu bersamaan harus mengambil sumber
    daya dari kedua lingkungan itu. Tanah menyediakan air dan mineral, udara
    merupakan sumber utama CO2, cahaya tidak bisa menembus jauh ke dalam
    tanah. Solusi evolusioner terhadap pemisahan sumber daya ini adalah diferensiasi
    tubuh tumbuhan menjadi dua sistem utama yaitu sistem akar (root system) yang
    biasanya berada di bawah permukaan tanah dan sistem tunas (shoot system)
    bagian tumbuhan yang biasanya berada di atas tanah, termasuk organ-organ
    seperti daun, tunas, batang, bunga, dan buah.




Better Education through Reformed Management and Universal Teacher Upgrading   BERMUTU   9
 STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN


1.   Sistem Tunas dan Sistem Akar
     Ciri khas tumbuhan berbunga adalah memiliki perkembangan sistem tunas dan
     sistem akar yang baik. Pada Gambar 2.1 di bawah ini, terlihat bahwa kedua sistem
     itu terdapat berkas pembuluh (jaringan vaskuler), saluran pengangkutan air,
     mineral, dan zat organik ke seluruh bagian tubuh tumbuhan. Sistem tunas terdiri
     atas batang, daun, dan struktur reproduksi. Batang berperan sebagai kerangka
     tumbuhan untuk tumbuh ke atas. Dengan demikian, jaringan fotosintetik pada
     daun dapat dikenai cahaya, dan penyerbukan pada bunga dapat terlaksana
     dengan baik. Beberapa bagian pada sistem ini berperan sebagai tempat
     penyimpanan makanan. Sistem Akar, umumnya tumbuh di bawah permukaan
     tanah, berfungsi menyerap air dan mineral terlarut dari tanah. Pada beberapa jenis
     tumbuhan, sistem akar merupakan tempat menyimpan makanan, melekatkan dan
     menopang tubuh tumbuhan.

            Sistem tunas dan sistem akar pada
     tumbuhan muda memiliki tiga jaringan
     utama yaitu: (1) jaringan dasar (ground
     tissue), (2) jaringan pembuluh, tersebar di
     dalam jaringan dasar, dan (3) jaringan
     dermal, berfungsi sebagai pelindung yang
     menutupi bagian luar tubuh tumbuhan.
     Masing-masing           jaringan          sambung
     menyambung di seluruh tubuh tumbuhan.



     a. Jaringan Dasar

       Sistem      jaringan       dasar   merupakan
       bagian      terbesar       penyusun        tubuh
       tumbuhan muda, menempati ruangan
       antara sistem jaringan dermal dan
       sistem jaringan        pembuluh.        Jaringan
       dasar     terdiri   dari    tiga   jenis   yaitu
       parenkima, kolenkima, dan sklerenkima.
       Ketiganya           dibedakan           terutama
       berdasarkan         pada     struktur    dinding
       selnya.                                            Gambar 2.1. Skema Tubuh Tumbuhan




10     BERMUTU                                      BAB II STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN
                                     STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN


            Seperti yang telah Anda ketahui, bahwa semua sel-sel yang baru akan
      membentuk suatu dinding sel primer, yang disusun oleh ikatan helaian
      selulosa. Selanjutnya, pada bermacam jenis sel tumbuhan terjadi penambahan
      selulosa dan bahan lainnya ke dalam dinding primer, membentuk dinding sel
      sekunder. Selulosa pada dinding sel itu merupakan polisakarida. Jenis bahan
      yang lain pada dinding sel adalah pektin, berupa polisakarida yang
      mengandung garam kalsium dan magnesium. Bahan-bahan itu menumpuk
      pada lamella tengah, yaitu lapisan yang menghubungkan dinding primer sel
      yang satu dengan sel lainnya, dan membantu mengikatkan sel-sel yang
      berdekatan.



      1) Parenkima

        Sebagian besar jaringan dasar tumbuhan terdiri atas sel-sel parenkima. Sel
        ini umumnya memiliki dinding sel primer yang tipis dan lunak. Sebagai
        contoh, bahan lunak pada tangkai seledri adalah massa sel parenkima. Pada
        batang, akar, daun, bunga, dan daging buah sel-sel parenkima membentuk
        suatu massa, bersama dengan rongga udara di antara sel-selnya.




            Gambar 2.2. Potongan melintang batang tumbuhan Angiospermae


               Berbagai jenis sel-sel parenkima berperan dalam fotosintesis,
        penyimpanan, sekresi, dan peran lainnya. Sel-sel parenkima tetap hidup
        sampai sel dalam keadaan dewasa, dan siap untuk tahap pembelahan sel.
        Jika Anda melihat suatu goresan pada tumbuhan, di tempat tersebut sel-sel



BAB II STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN                             BERMUTU       11
 STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN


       parenkima sedang bekerja, menyembuhkan luka dan kadangkala melakukan
       regenerasi pada bagian tumbuhan yang lepas.

                Jaringan parenkima dijumpai pada kulit batang, kulit akar, daging
       daun, daging buah dan endosperm. Bentuk sel parenkim bermacam-macam.
       Sel     parenkim   yang   mengandung       klorofil   disebut   klorenkim,   yang
       mengandung rongga-rongga udara disebut aerenkim.



     2) Kolenkima

       Kolenkima merupakan jaringan dasar
       yang     membantu    menguatkan       tubuh
       tumbuhan.      Umumnya      sel-sel      ini
       bentuknya     membulat    atau    silinder,
       terletak tepat di bawah jaringan dermal
       batang dan tangkai daun. Sebagai
                                                      a. Parenkima
       contoh, kolenkima adalah benang atau
       tali lunak pada tangkai seledri. Sel-sel
       kolenkima tetap hidup hingga sel itu
       dewasa. Dinding sel primer menjadi
       tebal diisi dengan selulosa dan pektin,
       sampai ke bagian sudut selnya. Akibat
       interaksi dua senyawa ini membuat
                                                      b.Kolenkima
       kolenkima begitu liat. Apabila jaringan
       ini mengalami suatu tarikan semasa
       pertumbuhan, bentuk baru sel-selnya
       tetap dipertahankan.



     3) Sklerenkima

       Bagian tumbuhan dewasa memperoleh              c. Sklerenkima

       dukungan mekanik dan perlindungan              Gambar 2.3. Contoh Jaringan
                                                      Dasar. Penampang melintang
       dari sklerenkima. Pada jaringan dasar
                                                      batang bunga matahari.
       ini, dinding sel sekundernya mengalami
       penebalan sehingga menjadi kaku atau
       liat.




12   BERMUTU                               BAB II STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN
                                       STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN


        Pada umumnya dinding sel sekunder diisi dengan lignin. Lignin mengandung
        gula alkohol dengan kandungan yang beragam, bergantung pada jenis
        tumbuhannya. Pada proses lignifikasi, senyawa ini mula-mula disimpan pada
        sudut-sudut sel, kemudian menyebar ke lamella tengah. Keberadaan lignin
        ini menimbulkan tiga efek. Pertama menambatkan selulosa pada dinding sel
        sehingga bagian tersebut menjadi kuat dan kaku. Kedua, lignin menjadi
        lapisan penutup yang stabil di sekeliling komponen dinding sel lainnya dan
        melindungi sel dari kerusakan secara fisik atau kimiawi.

               Ketiga, lignin membentuk suatu penghalang anti air di sekeliling
        selulosa. Jika terjadi penumpukan lignin, air tidak dapat membuat dinding sel
        berair dan tidak dapat melunakkannya. Dalam hal ini, banyak ahli biologi
        yang meyakini bahwa tumbuhan berpembuluh muncul manakala sel-sel
        tumbuhan mengembangkan kemampuannya untuk lignifikasi.

               Sel-sel sklerenkima, dinamakan sklereid dan serabut/serat (fibers),
        yang karena berkaitan dengan kemampuannya dalam memberikan kekuatan
        dan perlindungan bagian-bagian tumbuhan. Serat tumbuhan berukuran
        panjang, bersatu dalam ikatan berbentuk pita sejajar. Serat-serat itu dapat
        dibentuk benang halus dan dipilin tanpa peregangan, diolah di pabrik
        menjadi tali, kertas dan benang. Susunan sklereid mirip lembaran, berperan
        sebagai pembungkus yang kuat melindungi bagian luar biji. Batok kelapa
        adalah contoh yang baik dari bagian tubuh tumbuhan yang mengandung
        serabut dan sklereid. Sklereida juga terdapat menyebar pada daging buah
        pir, sehingga tekstur daging buah itu seperti berpasir (Gambar 2.4).
        Beberapa selnya berdinding tebal berlignin, ciri dari sklereida.




                      Gambar 2.4. Sklereid daging buah pir




BAB II STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN                                  BERMUTU     13
 STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN


                  Tentu saja, bila setiap sel membungkus dirinya dengan dinding sel
          berlignin, pada akhirnya akan membunuh dirinya sendiri. Hal ini terjadi
          karena antara sel dengan lingkungannya tidak akan terjadi pertukaran gas,
          makanan, dan materi lain. Ketika terjadi lignifikasi pada dinding sel, akan
          terbentuk suatu rongga dan lubang lainnya yang berfungsi sebagai saluran
          antara sel-sel dengan lingkungan luar. Sebagaimana Anda ketahui, jumlah
          dan ukuran bukaan sejenis pori itu, bervariasi bergantung pada peran sel-sel
          yang bersangkutan.



     b. Jaringan Vaskuler (Jaringan Pengangkut)

       Pada tumbuhan berbunga terdapat
       dua jenis jaringan vaskuler, yaitu xilem
       dan floem. Kedua jenis jaringan ini
       disusun oleh      sel-sel penghantaran
       khusus, serat, dan sel parenkima
       dalam   satu     kelompok    membentuk
       ikatan khusus.

       1) Xilem

          Xilem berfungsi mengangkut air dan
          material terlarut yang diserap dari
          tanah. Disamping ini juga berperan
          sebagai       pendukung       tumbuhan
          secara mekanik.

                  Sel-sel pengangkutan air itu
          saling bersambungan atau menyatu
          di   bagian     ujung-ujung     selnya,   Gambar 2.5. Contoh sel-sel pada
                                                    xilem dan floem tersusun dalam suatu
          membentuk        pipa     kapiler    di
                                                    ikatan berada pada jaringan dasar
          sepanjang akar, batang, dan daun.         suatu batang.

          Unsur utama xilem adalah trakeid dan unsur pembuluh (vessel element).
          Kedua jenis sel-sel itu mati pada saat dewasa dan seluruh atau sebagian
          dinding selnya mengandung lignin.

                  Trakeid merupakan sel-sel panjang dengan ujung yang lancip, antara
          sel yang satu dengan yang lain saling berhubungan pada ujung-ujungnya.



14    BERMUTU                                  BAB II STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN
                                      STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN


        Air mengalir dari sel yang satu ke sel yang lain melalui bagian dinding sel
        yang tipis disebut ceruk.

                 Pembuluh xilem sel-selnya lebih pendek, berdinding tebal, ujung-
        ujung selnya terbuka, yang satu dengan yang lain bersambungan
        membentuk pembuluh, sehingga air dapat mengalir dengan bebas. Sel-sel
        pembuluh ini memiliki celah dan lempeng perforasi, masing-masing terbuka
        pada ujung-ujung dinding selnya. Pada beberapa sel pembuluh kayu hanya
        memiliki satu bukaan yang besar. Pada unsur pembuluh yang lain, terdapat
        suatu jeruji mirip tangga terentang menyilang ujung sel yang terbuka, atau
        memiliki sekumpulan lempeng perforasi kecil yang melingkar.




            Gambar 2.6. Tipe-tipe sel utama pada xilem yang mengalirkan air
            dan garam-garam mineral terlarut.



                 Gambar 2.6 di atas, memperlihatkan trakeid dan sel-sel pembuluh,
        bentuk-bentuk     merupakan    bentuk    sel   utama     pada    xilem   yang
        menghantarkan air dan garam mineral terlarut ke seluruh tubuh tumbuhan
        berpembuluh.



      2) Floem

        Floem merupakan jaringan vaskuler yang menyalurkan zat makanan (gula
        dan zat terlarut lainnya) hasil fotosintesis dari daun ke seluruh bagian
        tumbuhan. Pada umumnya floem disusun oleh sel-sel pembuluh tapis, sel
        pendamping, serabut floem, sklereid, dan parenkima floem. Unsur utama
        floem adalah pembuluh tapis dan parenkima floem. Pembuluh tapis sel-
        selnya hidup hingga dewasa. Pada dinding selnya terdapat pori-pori yang
        menghubungkan materi sitoplasma antara sel-sel yang berdekatan. Pada



BAB II STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN                                 BERMUTU       15
 STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN


          kebanyakan tumbuhan, sel-sel pendamping membantu pembuluh tapis
          mengangkut gula hasil fotosintesis dari daun. Pada tumbuhan lain, sel
          pendamping tidak menyalurkan gula namun bertindak sebagai tempat
          penyimpanan makanan.



     c. Jaringan Dermal

       Jaringan dermal berfungsi membatasi hilangnya air dari tumbuhan, menahan
       serangan mikroba, dan pada tumbuhan berkayu jaringan ini melindungi, secara
       fisik, jaringan yang berada di bagian lebih dalam. Jaringan dermal dapat
       dibedakan atas jaringan epidermis dan periderma (jaringan gabus).




 Gambar 2.7.    (a) Penampang melintang batang jagung, menunjukkan bagian epidermis
                (b) Permukaan epidermis daun jagung



       1) Epidermis

          Biasanya hanya terdiri atas selapis sel, berbentuk pipih dan tersusun rapat.
          Merupakan jaringan terluar tumbuhan yang menutupi seluruh tubuh
          tumbuhan mulai dari akar, batang, hingga daun. Permukaan dinding luar sel
          epidermis dilapisi lilin yang kemudian terbenam dalam suatu senyawa lemak
          (kutin). Penutup permukaan luar dinding sel epidermis itu disebut kutikula,
          berfungsi menjaga lepasnya air dan menjaga menahan mikroba. Pada
          tumbuhan yang sudah mengalami pertumbuhan sekunder, akar dan
          batangnya sudah tidak lagi memiliki jaringan epidermis.




16    BERMUTU                               BAB II STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN
                                           STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN


      2) Periderma

         Periderma atau jaringan gabus merupakan pengganti epidermis ketika akar
         dan batang tumbuhan diameternya bertambah besar dan berkayu, berfungsi
         sebagai lapisan pelindung. Pada tumbuhan, uap air seperti halnya
         karbondioksida dan oksigen umumnya bergerak melewati epidermis pada
         celah-celah di antara pasangan sel-sel pendamping. Celah di antara
         pasangan sel pendamping ini dinamakan stoma (jamak; stomata).



   d. Pembentukan Jaringan pada Tumbuhan : Meristem

      Tumbuhan yang baru mengalami pertumbuhan dan bagian-bagian tumbuhan
      yang lebih tua menjadi panjang melalui pembelahan dan pembesaran sel pada
      ujung akar dan ujung tunas. Pertumbuhan pada ujung akar dan di ujung-ujung
      tunas ini dikenal sebagai pertumbuhan primer.

      Pada setiap ujung akar dan ujung tunas ini
      terdapat suatu massa sel berbentuk kubah,
      disebut meristem apikal. Turunan dari
      beberapa sel ini berkembang menjadi
      jaringan penguat pada ujung-ujung akar
      dan ujung tunas tersebut.

                Satu   sel   induk   yang   disebut
      protoderm, akan menghasilkan epidermis;
      sel induk lainnya yaitu meristem dasar
      menghasilkan jaringan dasar. Sel induk
      ketiga     adalah      prokambium,    sebagai
      penghasil xilem primer dan floem primer.
      Sel-sel yang lain pada daerah meristem itu
      membelah diri tetap menjadi meristem
      apikal.




                   Gambar 2.8. Perkiraan lokasi meristem primer (kuning) dan meristem
                   lateral (merah) pada tumbuhan yang memperlihatkan pertumbuhan primer
                   dan pertumbuhan sekunder.




BAB II STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN                                   BERMUTU        17
 STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN


              Banyak tumbuhan, seperti jagung, akan mati setelah sekali musim
       pertumbuhan primer. Tumbuhan berkayu menunjukkan adanya pertumbuhan
       sekunder pada daerah selain pada ujung akar dan ujung tunas.

              Pertumbuhan sekunder berasal dari pengabadian sendiri massa
       jaringan yang disebut meristem lateral, dan meristem lateral ini meningkatkan
       diameter akar dan batang yang lebih tua.



2.   Sistem Tunas
     a. Susunan Berkas Pembuluh pada Sistem Tunas

       Jaringan primer pada batang tumbuhan monokotil dan dikotil diorganisasikan
       dalam satu dari dua pola, bergantung pada penyebaran berkas pembuluh.
       Berkas pembuluh adalah susunan xilem dan floem primer yang terletak pada
       jaringan dasar akar, batang, dan daun.

              Batang pada kebanyakan tumbuhan monokotil (dan beberapa tumbuhan
       dikotil) memiliki berkas pembuluh menyebar pada jaringan dasar. Batang pada
       kebanyakan tumbuhan dikotil memiliki susunan berkas pembuluh seperti cincin
       yang membagi jaringan dasar menjadi dua daerah, yaitu korteks di sebelah luar
       dan empulur di sebelah dalam.




         Gambar 2.9. Struktur batang jagung; tumbuhan monokotil




18    BERMUTU                               BAB II STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN
                                          STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN




           Gambar 2.10. Struktur batang alfalfa; tumbuhan dikotil




    b. Susunan Daun dan Kuncup

       Pada kebanyakan tumbuhan berpembuluh, daun merupakan tempat utama
       proses fotosintesis. Daun berkembang pada sisi ujung batang utama atau pada
       cabang-cabang batang. Masing-masing mulai sebagai tonjolan kecil dari
       meristem apikal dan membesar menjadi daun rudimenter yang tipis. Awalnya
       tonjolan itu tertutup, namun seiring dengan tumbuhnya tumbuhan, terbentuklah
       daun dengan jarak tertentu di sepanjang batang. Titik pada batang tempat satu
       atau lebih daun menempel disebut buku, dan setiap daerah di antara dua buku
       pada batang disebut ruas.




                                                       b                    c




                         a

Gambar 2.11.   (a) Awal perkembangan daun pada ujung tunas tumbuhan coleus (jawer kotok)
               (b) dan (c) mikrograf skaning elektron ujung tunas tumbuhan yang sama




BAB II STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN                                   BERMUTU        19
 STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN


                 Apabila kita amati ranting
       pohon        kemboja     di    musim
       kemarau, tampak ranting itu tidak
       ada daunnya. Di ujung tunas
       terdapat kuncup merupakan suatu
       tunas yang belum berkembang                                        b
       disusun          oleh         jaringan
       meristematik,             kadangkala
       dilindungi dengan suatu penutup
       dari     modifikasi   daun.   Sebagai
       tambahan dari ”kuncup terminal”
       ini       kuncup-kuncup        lainnya
       menyebar secara teratur dengan                                    c
       jarak tertentu di sepanjang batang.
       Kuncup lateral itu terbentuk di
       sudut sebelah atas tempat daun           Gambar 2.12. a. sketsa
                                                susunan kuncup pada
       menempel pada batang.                    cabang kedongdong
                                                berumur 3 tahun.
                 Selanjutnya         kuncup     b-d. Pembentukan daun
                                                pada pohon kemboja
       tumbuh menjadi daun, bunga,                                       d
       atau keduanya.

                 Bergantung pada jenis tumbuhan, pada setiap buku terdapat satu, dua,
       atau tiga, atau lebih daun dan kuncup.



     c. Struktur Daun
       1) Bentuk Daun

             Banyak daun tumbuhan dikotil seperti daun pohon jati dan daun pohon
             jambu bol, memilikil daun dengan helaian yang lebar yang menempel pada
             batang melalui tangkai daun. Kebanyakan tumbuhan monokotil, seperti
             halnya padi dan jagung, daunnya tidak selebar daun tumbuhan dikotil.
             Sebagai pengganti tangkai daun, dasar dari helaian daun tumbuhan
             monokotil melingkari batang, membentuk pelepah. Beberapa jenis tumbuhan
             seperti petai cina memiliki daun majemuk. Pada daun majemuk, helaian
             daunnya dibagi menjadi helaian daun yang lebih kecil, dan setiap anak daun
             masing-masing memiliki tangkai daun kecil. Untuk mengkontraskan, daun



20    BERMUTU                                   BAB II STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN
                                        STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN


        tunggal itu tidak dibagi seperti itu. Terdapat banyak variasi dari bentuk dasar
        daun. Sebagai contoh, pada beberapa daun terdapat rambut-rambut dan
        sisik, daun yang lain memiliki kait.




        Gambar 2.13. Bentuk umum daun tumbuhan dikotil (kiri) dan daun tumbuhan
        monokotil (kanan). Gambar atas memperlihatkan contoh beberapa daun tunggal
        dan daun majemuk.



      2) Struktur Internal Daun

        Daun memiliki permukaan luar yang luas yang dapat dikenai berkas cahaya
        matahari dan karbondioksida di udara. Sel-sel parenkima fotosintetik terletak
        di dalam daun, di antara lapisan epidermis atas dan epidermis bawah.
        Rongga udara yang luas berada di antara sel-sel, meningkatkan masuknya
        karbondioksida dan pelepasan oksigen selama fotosintesis berlangsung.
        Berkas pembuluh pada daun atau disebut tulang daun membentuk jaringan
        renda di seluruh helai daun. Tulang daun mengangkut air dan zat terlarut ke
        sel-sel fotosintetik dan membawa hasil fotosintesis keluar dari daun
        disalurkan ke seluruh tubuh tumbuhan.




BAB II STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN                                 BERMUTU          21
 STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN




       Gambar 2.14. Jalinan anak tulang daun tersebar di jaringan fotosintetik.




                                                       Gambar 2.15. Struktur internal
                                                       daun, menunjukkan sel-sel daun
                                                       yang berbeda.



              Lapisan jaringan yang umum pada daun, yang paling atas adalah
       epidermis sebagai pelindung, dengan kutikula menutupi permukaan terluar.
       Selanjutnya mesofil palisade (jaringan pagar), jaringan disusun oleh sel-sel
       parenkima    yang    ikatannya    lepas.   Jaringan     ini   mampu        melakukan
       fotosintesis. Di bagian bawah jaringan palisade adalah mesofil bunga
       karang. Jaringan ini lebih longgar karena ikatannya lebih lepas lagi
       dibandingkan dengan yang ada pada mesofil palisade, dan merupakan
       jaringan fotosintetik. Antara 15 hingga 50 persen daun berisi rongga udara
       yang berada di sekeliling mesofil bunga karang dan di sekeliling dinding sel-
       sel palisade. Di bagian bawah mesofil bunga karang adalah lapisan
       epidermis yang lain (epidermis bawah), juga dinding selnya dilapisi kutikula.
       Pada lapisan epidermis bawah ini terdapat banyak stomata, yaitu celah kecil
       tempat uap air keluar dari daun dan masuknya karbondioksida.




22   BERMUTU                                BAB II STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN
                                           STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN


3.   Sistem Akar

     Tumbuhan harus menyerap air yang cukup dan mineral-mineral yang terlarut
     untuk mempertahankan pertumbuhan dan pemeliharaan rutin. Untuk memenuhi
     kebutuhan ini tumbuhan memerlukan permukaan akar yang luas. Apabila Anda
     mengukur sistem akar gandum hitam yang muda yang hanya tumbuh selama
     empat bulan, Anda akan menemukan bahwa luas permukaan sistem akarnya lebih
     dari 675 meter persegi, artinya sekitar 130 kali lebih besar dari sistem akar itu
     sendiri.

            Sistem akar menembus ke bawah, menyebar dan menambat pada tanah
     bagian bawah. Akar wortel, akar bit, dan banyak tumbuhan yang lain juga
     berfungsi sebagai tempat penyimpanan makanan hasil fotosintesis. Makanan itu
     sebagian digunakan oleh sel-sel akar dan sebagian disalurkan ke bagian
     tumbuhan yang lebih atas jika diperlukan.



     a. Sistem Akar Tunggang dan Akar Serabut

        Pada kebanyakan pertumbuhan
        akar tumbuhan dikotil,     akar
        yang pertama (akar primer)
        ukuran diameternya bertambah
        besar    dan   tumbuh    kearah
        bawah.      Akar-akar    lateral
        kemudian muncul di sepanjang
        bagian akar.                          Gambar 2.16. a. Sistem akar tunggang;
                                              b. Sistem akar serabut


        Cabang akar termuda ditemukan di dekat ujung akar. Akar primer dan cabang-
        cabang lateralnya merupakan sistem akar tunggang.

                 Tumbuhan wortel memiliki sistem akar tunggang, demikian pula pohon
        mangga. Akar itu menembus ke dalam tanah sampai kedalaman lebih dari
        enam meter.

                 Secara umum, akar primer pada tumbuhan monokotil masa hidupnya
        pendek, seperti pada rerumputan. Di tempatnya, sejumlah akar adventisia
        tumbuh dari batang tumbuhan muda. Istilah adventisia mengacu pada




BAB II STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN                                   BERMUTU         23
 STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN


       beberapa struktur yang timbul pada tempat yang tidak biasa, seperti akar yang
       tumbuh dari batang atau dari daun. Ukuran diameter dan panjang akar
       adventisia beserta cabang-cabangnya hampir sama, dan mereka membentuk
       sistem akar serabut.



     b. Struktur Akar

       Struktur ujung akar sel-selnya dibagi dalam meristem apikal dan daerah yang
       terbatas di sekitarnya, di mana meristem primer mengalami pembelahan dan
       diferensiasi. Dari meristem apikal itu timbul epidermis akar, jaringan dasar, dan
       jaringan vaskular. Sel-sel mengalami pemanjangan hingga jaringannya
       bertambah panjang beberapa millimeter. Setelah daerah pemanjangan
       tersebut, sel-selnya matang, sehingga tidak dapat tumbuh lebih jauh.




                 Gambar 2.17. Gambaran mikrograf ujung akar jagung



     c. Tudung Akar

       Pada ujung akar terdapat massa sel berbentuk kubah terbalik yang dikenal
       sebagai tudung akar. Meristem apikal akar menghasilkan massa sel yang
       gilirannya nanti akan menjadi pelindung. Tudung akar terdorong ke depan
       seiring dengan tumbuhnya akar, dan sebagian selnya pecah dan terkelupas.
       Bekas pecahan sel yang licin melumasi tudung akar.




24     BERMUTU                               BAB II STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN
                                              STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN


   d. Epidermis Akar

      Di belakang tudung akar, terbentuklah epidermis, jaringan dasar, dan jaringan
      vaskular. Epidermis akar adalah permukaan yang melaksanakan absorpsi
      dengan lingkungan. Beberapa sel epidermal memiliki tonjolan keluar yang
      panjang,     dinamakan        rambut     akar.    Rambut-rambut      akar   memperluas
      permukaan akar untuk melaksanakan penyerapan air dan zat-zat terlarut. Itulah
      alasannya mengapa petani tidak mencabut tumbuhan dari tanahnya ketika
      memindahkan tumbuhan tersebut. Terlalu banyak permukaan penyerapan yang
      pecah jika mencabutnya.



   e. Silinder Vaskuler

      Hampir      semua       jaringan    vaskuler
      (jaringan     pembuluh)       pada      akar
      tersusun sebagai suatu kolom yang
      berada di bagian tengah, dinamakan
      silinder    vaskuler.     Jaringan     dasar
      yang        disebut       korteks       akar
                                                       Gambar 2.18. Penampang melintang
      mengelilingi silinder vaskuler.                  akar jagung; Pembagian jaringan dasar:
                                                       empulur dan korteks.


      Pada jagung dan beberapa spesies lainnya, susunan jaringan vaskuler seperti
      cincin yang membagi jaringan dasar menjadi korteks dan empulur.




BAB II STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN                                         BERMUTU         25
 STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN




                                           Gambar 2.19. Penampang melintang
                                           akar muda


            Rongga udara     yang melimpah pada jaringan dasar memungkinkan
     oksigen mencapai sel-sel akar yang hidup, yang bergantung pada oksigen
     untuk respirasi aerobik. Pada jaringan ini juga, banyak sel-sel korteks yang
     berdekatan, sitoplasmanya berhubungan melalui plasmodesma. (jamak :
     plasmodesmata).




           Gambar 2.20. Plasmodesmata, suatu saluran yang melintasi dinding sel.




26   BERMUTU                              BAB II STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN
                                                  STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN


               Air yang masuk ke dalam akar                          Akar lateral muncul
                                                           korteks   dari aktivitas
       bergerak dari satu sel ke sel lainnya                         meristematik pada
                                                                     perisikel           epidermis
       sehingga         mencapai         endodermis
       (suatu lapisan yang teletak persis di
       sebelah         dalam         korteks     akar).
       Endodermis merupakan lapisan yang
       mirip sarung, terdiri atas satu lapis
       sel yang tebal mengelilingi silinder
       vaskuler.

               Setelah lapisan endodermis,
       di sebelah dalam terdapat perisikel.
       Perisikel       merupakan        bagian     dari
       kolom vaskuler terdiri atas satu atau
       lebih   lapisan         sel     yang      dapat
       menghasilkan        akar        lateral   (akar
       samping). Akar ini tumbuh melalui
       korteks dan epidermis.

                                                          Gambar 2.21. Pembentukan akar lateral



4.   Tumbuhan Berkayu

     Siklus hidup tumbuhan berbunga dimulai dari perkecambahan biji sampai dengan
     pembentukan biji, yang kemudian tumbuhan itu mati. Selama siklus hidupnya,
     kebanyakan tumbuhan monokotil dan sebagian tumbuhan dikotil mengalami
     sedikit atau tidak sama sekali pertumbuhan sekunder. Tumbuhan ini dikenal
     sebagai tumbuhan tidak berkayu atau tumbuhan menerna (herba). Sebaliknya,
     kebanyakan tumbuhan dikotil dan semua gymnospermae memperlihatkan
     pertumbuhan sekunder selama satu atau lebih musim pertumbuhannya.
     Tumbuhan ini dikenal sebagai tumbuhan berkayu. Tumbuhan menerna dan
     tumbuhan berkayu memiliki karakteristik sebagai berikut.

     Annual        :    siklus hidupnya lengkap dalam satu musim pertumbuhan; bila
                        ada, hanya sedikit mengalami pertumbuhan sekunder. Contoh:
                        jagung




BAB II STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN                                           BERMUTU         27
 STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN


     Biennial      :   siklus hidupnya        lengkap dalam dua       musim pertumbuhan
                       (pembentukan akar, batang, daun pada musim pertumbuhan
                       pertama; pembentukan bunga, biji, dan mati pada musim
                       pertumbuhan kedua). Contoh wortel.

     Perennial     :   pertumbuhan vegetatif dan pembentukan biji terus menerus
                       sepanjang   tahun.       Beberapa    tumbuhan     memiliki   jaringan
                       sekunder, dan sebagian lagi tidak. Contoh : semak berkayu
                       (mawar), tumbuhan menjalar (anggur), dan pohon (mangga).



              Gambar 2.22 menunjukkan struktur batang pohon, suatu batang berkayu
     tua yang telah mengalami pertumbuhan sekunder. Tampak floem yang hidup tepat
     dibelakang permukaan lapisan gabus. Galih (heartwood) bagian tengah pohon
     dewasa, sel-selnya telah mati. Gubal (sapwood) daerah silindris dari xilem terletak
     di antara galih dan kambium vaskuler; mengandung sel-sel parenkima yang hidup
     di antara pembuluh tapis dan trakeid yang tidak hidup.

              Bagian   yang    berada    di
     sebelah luar kambium vaskuler
     seringkali    dinamakan     pegagan
     atau kulit kayu (bark) dan bagian
     di     sebelah    dalam    kambium
     vaskuler dinamakan kayu.

                                               Gambar 2.22. Struktur batang tumbuhan berkayu,
                                               memperlihatkan pertumbuhan sekunder


     a. Pembentukan Jaringan Selama Pertumbuhan Sekunder
          Bagaimanakah batang pohon yang tua menjadi lebih padat dan berkayu? Hal
          ini terjadi melalui kegiatan dua jenis meristem lateral. Meristem itu adalah
          kambium vaskuler dan kambium gabus. Apabila suatu kambium vaskuler telah
          selesai menjalani perkembangan, bentuknya mirip silinder, satu atau beberapa
          sel menebal. Sel-sel meristematik itu tumbuh menjadi jaringan xilem sekunder
          dan floem sekunder, yang menyalurkan air ke arah atas, bawah, dan horizontal
          melalui batang atau akar yang membesar. Xilem terbentuk di sebelah dalam
          kambium vaskuler, dan floem terbentuk di sebelah luar.




28        BERMUTU                                 BAB II STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN
                                         STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN




               Gambar 2.23. Hubungan antara kambium vaskuler dan sel-sel
               turunannya (xilem sekunder dan floem sekunder).




Gambar 2.24. Pertumbuhan sekunder pada akar dikotil (penampang melintang).
             (a) Awal perkembangan daun pada ujung tunas tumbuhan koleus
             (b) dan (c) Pembentukan cincin kambium vaskuler; Kambium vaskuler tumbuh
                 menjadi xilem dan floem sekunder. Diameter akar bertambah besar, karena
                 pembelahan sel-sel sejajar dengan kambium vaskuler.
             (d) Epidermis diganti dengan periderm, yang tumbuh dari kambium gabus.


               Massa xilem membesar dari musim ke musim, dan biasanya
       menyebabkan pecahnya dinding sel floem yang tipis dalam periode
       pertumbuhan tersebut. Demikian pula sel-sel floem yang baru dibentuk setiap
       tahun, di sebelah luar xilem.
               Massa jaringan baru pada batang atau akar menyebabkan korteks dan
       lapisan di sebelah luar floem pecah dan epidermis ikut terbawa. Namun
       demikian,    sebagai   gantinya   kambium     gabus    dihasilkan   dari   sel-sel



BAB II STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN                                  BERMUTU         29
 STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN


       meristematik.   Kambium gabus menghasilkan           periderma, suatu     lapisan
       bergabus menggantikan epidermis yang lepas. Gabus tidak sama persis
       dengan pegagan. Gabus mengacu pada jaringan yang hidup dan jaringan yang
       mati yang terletak di antara kambium vaskuler dan batang atau permukaan
       akar.




                                                                       Gambar 2.25.
                                                                       Lokasi kambium
                                                                       vaskuler pada
                                                                       batang tua
                                                                       memperlihatkan
                                                                       pertumbuhan
                                                                       sekunder



     b. Kayu awal dan Pembentukan kayu berikutnya
       Pada musim kemarau pertumbuhan kambium vaskuler pada batang dan akar
       tumbuhan berkayu agak terhambat dibandingkan dengan pertumbuhan pada
       musim hujan. Sel-sel xilem pertama yang dihasilkan di awal musim
       pertumbuhan cenderung diameternya besar dan berdinding tipis; sel-sel ini
       membentuk kayu awal (lihat gambar 2.26). Pertumbuhan sel berlanjut,
       dihasilkan sel-sel dengan diameter lebih kecil dan dindingnya lebih tebal. Sel-
       sel itu membentuk kayu berikutnya.




           Gambar 2.26. Lapisan pertumbuhan tahunan atau lingkar tahunan
           batang pinus (kiri). Gambaran mikrograf pola pertumbuhan tahunan
           tumbuhan dikotil: Querecus rubra (kanan).




30    BERMUTU                                BAB II STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN
                                         STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN


               Dengan berakhirnya pembentukan sel-sel berdiameter kecil pada kayu
       berikutnya, kemudian beralih pada pembentukan awal musim pertumbuhan
       selanjutnya yang menghasilkan sel-sel berdiameter besar. Apabila Anda
       perhatikan potongan batang yang utuh dari suatu pohon yang tua, Anda tidak
       akan melihat satu persatu sel-selnya. Tetapi kayu awal dan kayu berikutnya
       memantulkan cahaya yang berbeda, dan memungkinkan kayu itu diidentifikasi
       sebagai berkas terang dan berkas gelap yang saling bergantian. Bentuk selang
       seling antara berkas terang dengan berkas gelap tersebut menunjukkan lapisan
       pertumbuhan tahunan, atau lingkaran tahun.


B. Nutrisi dan Sistem Pengangkutan pada Tumbuhan

     Dalam bagian ini, akan dibahas jenis-jenis adaptasi yang memungkinkan
     tumbuhan darat berfungsi di lingkungannya. Tumbuhan secara umum adalah
     organisme autotrof yang berfotosintesis; mereka hanya membutuhkan sinar
     matahari, air, karbondioksida, dan beberapa jenis mineral. Namun, tumbuhan
     sebagaimana halnya manusia, tidak memiliki pasokan tak terbatas dari seluruh
     sumber daya yang diperlukan. Udara, misalnya, hanya mengandung satu bagian
     karbondioksida dari 350 juta bagian yang lain. Sebagian besar tanah biasanya
     kering. Disamping ini, air tanah biasanya tidak mengandung banyak mineral,
     kecuali tanah kebun yang banyak mendapatkan pupuk. Sebagaimana akan Anda
     lihat sendiri, banyak aspek dari struktur dan fungsi tumbuhan merupakan respon
     terhadap rendahnya konsentrasi sumber daya lingkungan.



1.   Kebutuhan Nutrisi

     Tidak ada satu tumbuhan pun yang dapat tumbuh dengan normal ketika tumbuhan
     itu kekurangan elemen esensial yang diperlukan untuk melakukan metabolisme.
     Secara umum, tumbuhan memerlukan enam belas elemen esensial. Tiga di
     antaranya adalah oksigen, karbondioksida, dan hidrogen, yang digunakan sebagai
     bahan utama dalam pembentukan karbohidrat, lemak, protein, dan asam nukleat.
     Tumbuhan mendapatkan ketiga elemen itu dari air (H 2O) dan dari gas oksigen (O2)
     serta dari karbondioksida (CO2) di udara.

            Elemen-elemen esensial lainnya tersedia bagi tumbuhan dalam bentuk
     garam-garam terlarut yaitu “garam-garam mineral”. Beberapa dari garam-garam
     mineral ini adalah makronutrien yang menyusun tubuh tumbuhan dalam jumlah



BAB II STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN                                BERMUTU       31
 STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN


     atau fraksi yang signifikan. Sisanya adalah mikronutrien; menyusun hanya
     sebagian kecil dari jaringan tumbuhan. Mikro dan makronutrien berperan penting
     dalam fotosintesis dan kegiatan-kegiatan metabolik lainnya. Kedua kategori
     elemen mineral tersebut berkontribusi dalam pelarutan gradien konsentrasi yang
     diperlukan untuk mengangkut zat-zat ke dalam dan keluar sel.

            Tabel 2. 1 memperlihatkan enambelas unsur yang diperlukan tumbuhan.
     Tabel 2.2 memperlihatkan ion-ion mineral dibedakan atas makronutrien dan
     mikronutrien beserta fungsinya dan gejala defisiensi mineral yang dapat diamati


                       Tabel 2.1. Elemen Esensial Tumbuhan Darat

                                       Tersedia dalam                Persentase
        Unsur        Simbol
                                           bentuk            (dalam berat kering jaringan)
 Karbon                 C        CO2
                                                            45
 Oksigen                O        O2 , H2O, C 2              45      96% dari total berat kering
                                                             6
 Hidrogen               H        H2O
 Nitrogen               N        NO3-; NH4+                 1,5
                                  +                         1,0
 Kalium                 K        K
                                      ++                    0,5
 Kalsium               Ca        Ca
                                      ++                    0,2
 Magnesium             Mg        Mg
 Fosfor                 P        H2PO4-,   HPO4- -          0,2
 Sulfur                 S        SO4- -                     0,1
                                  -                         0,010
 Klorin                Cl        Cl
                                      ++   +++              0,010
 Besi                  Fe        Fe , Fe
 Tembaga               Cu        Cu+, Cu++                  0,006
 Boron                  B        H3BO3                      0,002
 Manggan               Mn        MN++                       0,0050
                                      ++                    0,0020
 Seng                  Zn        Zn
 Molibdenum            Mo        MoO4-                      0,00001



                            Tabel 2.2. Peran Mineral bagi Tumbuhan

 Makronutrien                     Fungsi                              Gejala Defisiensi
 Nitrogen         Komponen protein, asam nukleat,           Pertumbuhan kerdil, daun tua
                  hormone, dan koenzim                      berwarna pucat; daun tua kuning
                                                            dan mati (klorosis)
 Kalium           Kofaktor yang berfungsi dalam             Pertumbuhan terhambat; daun tua
                  sintesis klorofil; zat terlarut utama     keriting, burik, atau bertitik-titik;
                  yang berfungsi dalam keseimbangan         pinggir daun terbakar; batang dan
                  air; pergerakan stomata                   akar layu




32      BERMUTU                                      BAB II STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN
                                              STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN


  Makronutrien                   Fungsi                            Gejala Defisiensi
  Kalsium         Berperan dalam pembentukan dan           Pembentukan daun terhambat;
                  stabilitas dinding sel dan dalam         kuncup terminal mati; pertumbuhan
                  pemeliharaan struktur dan                akar terhambat
                  permeabilitas membrane;
                  mengaktifkan beberapa enzim;
                  mengatur banyak respons sel
                  terhadap rangsangan
  Magnesium       Merupakan komponen klorofil;             Klorosis; daun gugur
                  mengaktifkan banyak enzim
  Fosfor          Komponen asam nukleat, fosfolipid,       Tulang daun yang tua berwarna
                  ATP, beberapa koenzim                    keunguan; buah dan biji yang
                                                           dihasilkan sedikit; pertumbuhan
                                                           terhambat
  Sulfur          Komponen protein, koenzim                Daun berwarna pucat atau
                                                           kekuningan; pertumbuhan
                                                           terhambat
  Klorin          Diperlukan dalam tahapan                 Layu; klorosis; beberapa daun mati
                  pemecahan air pada fotosintesis;
                  berfungsi dalam menjaga
                  keseimbangan air
  Besi            Komponen sitokrom; mengaktifkan          Klorosis; pada rerumputan
                  beberapa enzim                           daunnya menguning dengan garis-
                                                           garis hijau
  Boron           Kofaktor dalam sintesis klorofil; bias   Kuncup terminal, cabang lateral
                  terlibat dalam transport karbohidrat     mati; daun menebal, mengikal,
                  dan sitesis asam nukleat                 menjadi rapuh
  Manggan         Aktif dalam pembentukan klorofil;        Daun pucat, tulang daun utama
                  mengaktifkan beberapa enzim;             berwarna hijau; daun memutih dan
                  diperlukan dalam tahapan                 gugur
                  pemutusan air dalam fotosintesis
  Seng            Aktif dalam pembentukan klorofil;        Klorosis; daun burik atau berwarna
                  mengaktifkan beberapa enzim              perunggu; akar abnormal
  Tembaga         Komponen enzim-enzim redoks dan          Klorosis; pada daun terdapat bintik-
                  biosintesis lignin                       bintik daun mati; pertumbuhan
                                                           terhambat; kuncup terminal mati
  Molibdenum      Berperan dalam fiksasi nitrogen;         Memungkinkan defisiensi nitrogen;
                  kofaktor yang berfungsi dalam            daun pirang, menggulung
                  reduksi nitrat



    a. Pengambilan Air dan Nutrisi

         Ketersediaan air dan garam-garam mineral terlarut sangat mempengaruhi
         perkembangan    akar    dan    ini   mempengaruhi pertumbuhan            keseluruhan
         tumbuhan. Akar pertama bercabang dan menembus tanah di sekitarnya.
         Kemudian, ketika kondisi tanah berubah, akar baru yang bercabang ke daerah-
         daerah lain, menggantikan akar yang lama. Bukan berarti akar dapat



BAB II STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN                                        BERMUTU           33
 STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN


       menjelajah tanah untuk mencari nutrisi, melainkan tanah yang mengandung
       konsentrasi air dan ion yang lebih tinggi menyediakan rangsangan yang lebih
       besar bagi pertumbuhan akar.



     b. Bintil-Bintil Akar

       Banyak tumbuhan berbunga mendapatkan nutrisi dengan bantuan organisme-
       organisme lain yang juga mendapatkan manfaat dari tumbuhan yang
       dibantunya. Hubungan semacam ini dikenal juga sebagai mutualisme. Dua
       spesies itu berinteraksi dalam cara yang saling menguntungkan secara
       permanen.

               Coba Anda bayangkan jenis hubungan mutualistik yang membantu
       tumbuhan kacang-kacangan untuk mendapatkan nitrogen! Kacang-kacangan
       mencakup tumbuhan kedelai, kacang polong, kacang panjang, semanggi, dan
       tumbuhan-tumbuhan lain dengan nilai ekonomi yang tinggi. Di berbagai daerah
       pertanian, panen kacang-kacangan gagal karena kelangkaan nitrogen.
       Sebenarnya, terdapat banyak nitrogen di udara (N=N), tetapi tumbuh-tumbuhan
       tidak memiliki sarana metabolik untuk memecah ketiga ikatan kovalen dalam
       tiap molekulnya. Tumbuhan komersial bergantung pada pemberian pupuk kaya
       nitrogen atau aktivitas bakteri pengikat nitrogen di dalam tanah. Bakteri-bakteri
       tersebut mengubah nitrogen ke dalam bentuk yang dapat digunakan oleh
       mereka sendiri dan juga tumbuh-tumbuhan.

               Kacang-kacangan memiliki keuntungan dalam hal ini. Bakteri pengikat
       nitrogen hidup dalam bintil-bintil akar tumbuhan tersebut. Bakteri ini makan dari
       molekul-molekul organik yang dihasilkan oleh tumbuhan melalui fotosintesis.
       Namun, mereka juga memasok nitrogen siap guna kepada sang tumbuhan.




34     BERMUTU                               BAB II STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN
                                        STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN




                    d                       e



    Gambar 2.27. Pengambilan makanan pada bintil akar tumbuhan kacang-kacangan.



   Perhatikan Gambar 2.27. Gambar ini memperlihatkan bagaimana interaksi
   mutualisme antara bakteri pengikat nitrogen (Rhizobium dan Bradyrhizobium) itu
   terjadi.


a. Ketika     sel-sel   bakteri   menginfeksi   rambut-rambut   akar,   menimbulkan
   pembentukan suatu benang infeksi berupa kumpulan selulosa.
b. Bakteria menggunakan benang infeksi itu sebagai jalan untuk mencapai sel-sel
   korteks akar, beberapa diantaranya berbentuk tetraploid.
c. Karena terinfeksi, sel-sel itu dan bakteri yang ada di dalamnya membelah diri
   dengan cepat, membentuk massa yang membengkak yang akhirnya membentuk
   bintil akar. Bakteri mulai mengikat nitrogen ketika bakteri itu telah mencapai
   membran sel-sel akar. Tumbuhan mengambil sejumlah nitrogen hasil pengikatan
   oleh bakteri, dan bakteri mengambil senyawa yang dihasilkan tumbuhan.
d. Bintil akar pada tanaman kacang kedelai
e. Tanaman kacang kedelai pada tanah yang miskin nitrogen (kiri). Tumbuhan yang
   ada di sebelah kanan diinokulasi dengan sel-sel Rhizobium dan membentuk bintil
   akar.



BAB II STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN                                BERMUTU        35
 STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN


     c. Mycorrhizae

       Selain bintil akar, terdapat struktur-struktur lain yang membantu pengangkutan
       air dan mineral-mineral terlarut ke dalam banyak spesies tumbuhan berbunga.
       Mycorrizhae adalah salah satu contohnya. Nama ini berarti akar jamur, dan
       merujuk pada hubungan yang saling menguntungkan antara jamur dan akar
       yang masih muda. Jamur seringkali tumbuh sebagai alas dari filamen-filamen di
       sekitar akar. Dalam jumlah banyak, filamen-filamen ini menyediakan area
       permukaan yang luas untuk menyerap garam-garam mineral dari tanah. Jamur
       memanfaatkan senyawa-senyawa gula dan senyawa yang mengandung
       nitrogen. Dalam pertumbuhannya, akar memanfaatkan beberapa mineral
       langka yang didapatkan oleh jamur. Dalam jenis-jenis akar jamur yang lain,
       jamur hidup di dalam sel-sel korteks akar. Salah satu tumbuhan yang
       bergantung pada hubungan mutualistik jenis ini adalah anggrek.


     d. Rambut Akar

       Rambut akar adalah perpanjangan sel-sel epidermal yang halus. Rambut akar
       meningkatkan area penyerapan air dan garam-garam mineral dari dalam tanah.
       Satu sistem akar dapat mengembangkan jutaan atau bahkan miliaran rambut
       akar. Bintil akar, akar jamur, dan rambut akar adalah contoh-contoh dari
       struktur-struktur khusus yang meningkatkan kemampuan tumbuhan untuk
       menyerap air dan garam-garam mineral terlarut.




              Gambar 2.28. Rambut akar




36    BERMUTU                              BAB II STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN
                                         STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN


2.   Pengendalian Penyerapan Nutrisi

     Amati lagi Gambar 2.29 yang menunjukkan struktur internal akar. Begitu air telah
     diserap dari tanah di sekitarnya, air bergerak melalui korteks akar hingga
     mencapai lapisan sel-sel tunggal yang menyerupai lembaran yang membungkus
     silinder vaskuler (tabung pembuluh). Lapisan sel ini adalah endodermis. Suatu pita
     berlilin yang dinamakan pita kaspari berperan sebagai penghalang impermeabel di
     antara dinding-dinding sel-sel endodermal yang saling berbatasan. Air tidak dapat
     melewati pita kaspari ini. Air dapat bergerak menuju tabung pembuluh hanya
     dengan menyeberangi membran plasma sel-sel endodermal, berdifusi melalui
     sitoplasma, lalu menyeberangi membran plasma di sisi yang lain. Membran
     plasma memungkinkan gerakan zat-zat tertentu melalui lapisan lemak ganda
     sambil menahan zat-zat yang lain. Mekanisme pengangkutan membran membantu
     mengendalikan jenis-jenis larutan yang akan didistribusikan ke seluruh tumbuhan.

            Kajian terkini menunjukkan bahwa akar sebagian besar tumbuhan
     berbunga (tumbuhan tingkat tinggi) juga memiliki eksodermis, lapisan sel yang
     berada di dalam epidermis. Lapisan ini juga memiliki pita kaspari yang berfungsi
     seperti pita kaspari di dalam endodermis.

            Begitu nutrisi mencapai tabung pembuluh, kemudian didistribusikan ke
     berbagai jaringan yang dikoordinasikan sedemikian rupa, sehingga berpengaruh
     dalam pertumbuhan tumbuhan. Sel-sel hidup di seluruh tumbuhan mengambil
     nutrisi melalui mekanisme pengangkutan aktif di membran plasma. Energi dari
     ATP mengarahkan pompa membran sehingga larutan bergerak masuk ke dalam
     sel-sel. Pompa tersebut adalah protein-protein pengangkut yang terikat dalam
     membran plasma.

            Dalam sel-sel fotosintetik, ATP yang diperlukan untuk operasi pompaan
     membran dibentuk pada saat berfotosintesis dan pernapasan aerob. Bagaimana
     dengan sel-sel nonfotosintetik seperti sel-sel parenkim di dalam akar?


     Pengendalian (kontrol) penyerapan nutrisi dilakukan dalam lapisan sel
     (eksodermis) dekat permukaan akar, lalu dalam endodermis dekat tabung
     pembuluh, dan akhirnya dalam membran plasma dari sel-sel hidup di
     seluruh tubuh tumbuhan.




BAB II STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN                                  BERMUTU       37
 STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN


            Bagaimanakah mereka mendapatkan seluruh ATP yang diperlukan untuk
     transportasi aktif? Dalam sel-sel tersebut, hampir semua ATP dihasilkan melalui
     pernapasan aerob.




                  Gambar 2.29. Lokasi dan fungsi pita kaspari dalam akar.


            Perhatikan Gambar 2.29! Umumnya pada akar terdapat endodermis (suatu
     lapisan sel yang mengelilingi silinder vaskuler) dan eksodermis (suatu lapisan sel
     tepat di sebelah dalam epidermis). Kedua lapisan ini memiliki pita kaspari
     berperan dalam mengendalikan masuknya air dan nutrisi terlarut.




     Gambar 2.30. Proses saling keterkaitan yang mempengaruhi pertumbuhan tumbuhan.




38     BERMUTU                                BAB II STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN
                                         STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN


           Gambar 2.30 menunjukkan Proses saling keterkaitan yang mempengaruhi
     koordinasi pertumbuhan akar, batang, dan daun. Bila satu proses meningkat, yang
     lainpun meningkat. Beberapa faktor lingkungan yang membatasi satu proses
     kadangkala menimbulkan perlambatan pertumbuhan di seluruh bagian tumbuhan.



3.   Pengangkutan dan Konservasi air
     a. Transpirasi

       Mari kita beralih pada mekanisme aktual di mana air dan nutrisi yang terlarut di
       dalamnya bergerak dari akar ke batang, lalu ke daun. Sejumlah kecil air
       digunakan dalam pertumbuhan dan metabolisme, namun sebagian besar
       menguap ke udara. Penguapan air dari batang, daun, dan bagian-bagian
       tumbuhan yang lain disebut sebagai transpirasi.

              Bagaimanakah air dapat mencapai puncak tumbuhan, termasuk pohon-
       pohon yang sangat tinggi? Air bergerak melalui sel-sel jaringan pembuluh yang
       disebut xilem. Sebenarnya, sel-sel xilem mati ketika dewasa dan hanya dinding
       sel mereka yang tinggal. Oleh karena itu, sel-sel itu sendiri tidak menarik air ke
       atas, melainkan, air ditarik oleh kekuatan udara yang mengeringkan, yang
       menciptakan tekanan negatif terus-menerus (tegangan) yang berlanjut ke
       bawah dari daun ke akar.




BAB II STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN                                   BERMUTU        39
 STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN




               Gambar 2.31. Teori tegangan kohesi pengangkutan air



            Transpirasi melibatkan serangkaian peristiwa. Yang pertama, air
     menguap dari dinding sel-sel fotosintetik di dalam daun. Lepasnya molekul air,
     segera diganti oleh molekul-molekul lain dari sitoplasma. Air dari xilem di
     pembuluh-pembuluh daun menggantikan air yang hilang dari sel-sel. Yang
     kedua, ketika molekul-molekul air pindah dari pembuluh daun, penggantinya
     ditarik dari xilem dalam batang. Penarikan ini menyebabkan air dalam xilem
     berada dalam keadaan tegang. Yang ketiga, air pengganti bergerak menuju
     akar, dan lebih banyak air tanah ditarik ke dalam tumbuhan mengikuti gradien
     osmosis (dari konsentrasi tinggi ke konsentrasi rendah). Gerakan masuknya air
     ini berlanjut sehingga tanah menjadi sangat kering, menyebabkan tidak ada lagi
     gradien osmosis. Ketika air bergerak kontinyu melalui pipa xilem, molekul-
     molekulnya tidak menjauh satu sama lain. Mengapa demikian? Beberapa waktu
     yang lalu, seorang botanis, Henry Dixon, memberikan penjelasan yang bagus,




40   BERMUTU                             BAB II STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN
                                        STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN


      yang   sejak   saat   itu   dinamakan    sebagai   teori   kohesi-tegangan    dari
      pengangkutan air.

      1. Kekuatan pengering dari udara menyebabkan transpirasi, yaitu penguapan
        air dari daun dan bagian-bagian tumbuhan lain yang terpapar ke udara.

      2. Transpirasi menyebabkan air di dalam xylem berada dalam keadaan tegang,
        yang menyebar dari daun ke batang, dan menuju akar.

      3. Selama molekul-molekul air lepas dari tumbuhan, terjadi ketegangan yang
        terus menerus di dalam xilem, sehingga memungkinkan lebih banyak
        molekul ditarik untuk menggantikan molekul-molekul air yang hilang.

      4. Lajur-lajur air ditarik ke atas oleh kekuatan kolektif dari ikatan-ikatan
        hidrogen di antara molekul-molekul air yang terkurung di dalam sel-sel xilem
        yang sempit dan menyerupai pipa.

      5. Ikatan-ikatan hidrogen cukup kuat untuk menyatukan molekul-molekul air di
        dalam xilem, namun mereka tidak cukup kuat untuk mencegah perpecahan
        molekul-molekulnya tersebut pada saat transpirasi dan terlepas dari daun.



   b. Pengendalian Hilangnya Air

      Dari keseluruhan air yang masuk ke daun, lebih dari 90%-nya hilang melalui
      transpirasi. Sekitar 2% air yang ditahan di dalam daun digunakan dalam
      fotosintesis, fungsi membran, dan aktivitas-aktivitas lainnya. Akan tetapi, ketika
      jumlah air yang hilang melalui transpirasi melebihi jumlah air yang diserap oleh
      akar, terjadi dehidrasi jaringan tumbuhan yang mempengaruhi aktivitas-aktivitas
      yang membutuhkan air ini.

             Dalam kondisi kekurangan air yang sedang, tumbuhan akan segera layu
      dan mati bila tidak ada kutikula, penutup berlilin yang mengurangi kecepatan
      hilangnya air dari bagian-bagian tumbuhan yang berada di atas tanah. Kutikula
      membantu menahan air, namun ia juga membatasi kecepatan difusi
      karbondioksida ke dalam daun.

             Transpirasi terjadi terutama melalui stomata, gerbang kecil di bagian
      epidermis daun dan batang yang tertutupi kutikula. Begitu pula difusi
      karbondioksida ke dalam daun.




BAB II STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN                                  BERMUTU        41
 STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN




 Gambar 2.32. Penjelasan akumulasi kalium pada sel penutup stomata yang membesar. (a)
 pada sampel stomata yang membuka, kebanyakan kalium mengumpul pada sel penutup;
 (b) pada stomata yang menutup, kalium sangat sedikit pada sel penutup, kebanyakan
 kalium berada pada sel-sel epidermis lainnya.



             Ketika sepasang sel penutup membesar dipenuhi air, tekanan turgor
      mendistorsi bentuk mereka sedemikian rupa sehingga mereka bergerak
      menjauh satu sama lain. Hal ini menghasilkan celah di antara kedua sel



42   BERMUTU                                BAB II STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN
                                        STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN


      penutup, yaitu stoma yang sebenarnya. Ketika isi air dari sel-sel penutup
      berkurang, tekanan turgor menurun dan stoma menutup kembali.

             Ketika stomata terbuka, karbondioksida dapat diserap masuk dari udara
      untuk digunakan dalam fotosintesis. Namun, ketika stoma terbuka, kecuali bila
      kelembapan relatif mencapai 100%, air selalu keluar!

             Stomata harus membuka dan menutup pada waktu-waktu yang
      berlainan untuk mengendalikan keluarnya air dan masuknya karbondioksida.

             Stoma     membuka    dan    menutup    berdasarkan    jumlah   air    dan
      karbondioksida yang tersedia di dalam dua sel penutup yang mengapitnya.
      Ketika matahari muncul, karbondioksida digunakan dalam fotosintesis. Pada
      gilirannya, jumlah karbondioksida dalam sel menurun, termasuk dalam sel-sel
      penutup. Sebagai tambahan, panjang gelombang biru dari sinar matahari
      mempengaruhi sel-sel penutup secara langsung. Efek sinar biru dan
      menurunnya konsentrasi karbondioksida memicu pengangkutan kalium ke
      dalam sel-sel penutup. Hal ini diikuti oleh gerakan air ke dalam sel melalui
      osmosis. Seiring dengan meningkatnya tekanan air di dalam, sel-sel penutup
      membengkak dan bergerak menjauh sehingga stomata membuka. Oleh karena
      itu, uap air keluar dan karbodioksida masuk ke dalam daun pada siang hari.

             Fotosintesis berhenti ketika matahari terbenam, namun karbondioksida
      terakumulasi di dalam sel-sel sebagai hasil sampingan dari pernafasan aerob.
      Kalium dalam sel-sel penutup bergerak keluar, diikuti oleh air. Sel-sel penutup
      kolaps dan menutup celah di antara mereka. Oleh karena itu, transpirasi
      berkurang dan air ditahan pada malam hari.

             Dalam sebagian besar tumbuhan, stomata tetap membuka pada siang
      hari ketika fotosintesis berlangsung. Tumbuhan kehilangan air, namun
      karbondioksida dapat masuk ke dalam daun.Stomata tetap menutup sepanjang
      malam ketika karbondioksida terakumulasi melalui pernafasan aerob. Oleh
      karena itu, air ditahan.

             Selama tanah lembap, stomata tumbuhan yang tumbuh di atasnya
      dapat terus membuka di sepanjang siang. Ketika tanah dan udara kering dan
      panas, stomata menutup atau hanya membuka sedikit saja sehingga air yang
      menguap dapat dikurangi. Meskipun fotosintesis dan pertumbuhan melambat
      sebagai konsekuensinya, tumbuhan tersebut dapat bertahan selama periode




BAB II STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN                               BERMUTU          43
 STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN


       kekeringan yang singkat. Tumbuhan dapat melakukan itu selama beberapa kali.
       Dalam waktu singkat, kondisi seperti itu akan memicu produksi hormon
       tumbuhan yang dinamakan asam abisit dalam akar yang berakhir di daun.
       Hormon ini diproduksi secara lebih cepat ketika daun kekurangan air. Ketika
       asam absisik terakumulasi di daun, sel-sel penutup mengeluarkan kaliumnya
       sehingga stomata menutup.

               Kita dapat melihat variasi konservasi air dalam tumbuhan-tumbuhan
       kaktus dan sebagian besar tumbuhan penyimpan air lainnya. Tumbuhan ini
       membuka stomata pada malam hari ketika mereka mengikat karbondioksida
       melalui langkah metabolik khusus C4. Karbondioksida yang telah diikat tersebut
       digunakan dalam fotosintesis keesokan harinya ketika stomata menutup.



4.   Penyimpanan dan Pengangkutan Bentuk-Bentuk Senyawa Organik

     Sukrosa dan senyawa-senyawa organik lainnya hasil fotosintesis digunakan di
     seluruh bagian tubuh tumbuhan. Sel-sel daun menggunakan sebagian dari
     senyawa tersebut dan sisanya diangkut ke akar, batang, kuncup, bunga, dan
     buah. Karbohidrat disimpan dalam bentuk tepung di sebagian besar sel tumbuhan.

            Sejumlah lemak disimpan dalam beberapa jenis buah, termasuk buah-
     buahan berdaging seperti alpukat. Protein dan lemak disimpan dalam bentuk biji.
     Molekul-molekul tepung terlalu besar untuk melewati membran sel, sehingga tidak
     dapat meninggalkan sel-sel tempatnya dibentuk. Molekul-molekul ini juga tidak
     dapat dilarutkan sehingga dapat diangkut ke bagian-bagian tubuh tumbuhan yang
     lain. Lemak relatif tidak larut dalam air dan tidak dapat diangkut keluar dari tempat
     penyimpanan mereka, begitu pula protein.

            Bentuk-bentuk senyawa organik yang disimpan diubah menjadi bentuk-
     bentuk yang dapat diangkut melalui reaksi-reaksi khusus, yang mencakup
     hidrolisis. Sebagai contoh, hidrolisis tepung membebaskan unit-unit glukosa yang
     tergabung dengan unit-unit fruktosa. Gula diangkut melalui akar, batang, dan
     daun, sebagian besar tumbuhan dalam bentuk sukrosa, yakni molekul yang
     dihasilkan dari hidrolisis. Tepung, lemak, dan protein yang disimpan tumbuhan
     diubah mejadi subunit-subunit yang lebih kecil, yang dapat larut dan diangkut
     melalui badan tumbuhan.




44     BERMUTU                                BAB II STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN
                                      STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN


   a. Translokasi

      Sukrosa dan senyawa-senyawa organik lainnya didistribusikan ke seluruh
      tumbuhan melalui proses translokasi, sebuah proses yang berlangsung di
      dalam jaringan pembuluh yang dinamakan floem. Floem dalam tumbuhan
      berbunga (tumbuhan tingkat tinggi) mengandung tabung-tabung yang saling
      berhubungan yang terdiri dari sel-sel hidup. Gambar 2.34 menunjukkan salah
      satu sel ini, yang disebut sebagai anggota pembuluh tapis. Ujung-ujung
      pembuluh pengangkut ini berhadapan satu sama lain di dalam berkas
      pembuluh dan memanjang ke seluruh bagian tumbuhan. Air dan senyawa-
      senyawa organik dapat mengalir dengan cepat melalui pori-pori besar yang
      terdapat di dinding ujung. Sel-sel tetangga adalah sel-sel non pengangkut yang
      terletak bersebelahan dengan anggota pembuluh tapis. Sel-sel tetangga
      berperan penting dalam proses translokasi.




                                       Gambar 2.33. Tetesan madu dari ujung ekor
                                       kutu daun yang memakan gula yang diambil
                                       dari floem tumbuhan.




                                                      Gambar 2.34. Penampang
                                                      membujur irisan sel utama
                                                      pada floem. Gambar pada
                                                      kotak inset memperlihatkan
                                                      bagaimana dinding sel
                                                      (lempeng tapis) memiliki
                                                      lobang-lobang pada batas
                                                      antara sel yang
                                                      berdampingan.




BAB II STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN                               BERMUTU          45
 STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN


               Serangga-serangga kecil yang disebut aphid membantu menunjukkan
        bahwa senyawa organik mengalir di bawah tekanan floem. Seekor aphid
        mengambil makanan dari daun dan batang. Ia menusukkan salah satu bagian
        dari mulutnya yang disebut stilet ke dalam tabung tapis dan memakan gula
        yang terlarut di dalamnya. Isi tabung tapis tersebut bertekanan tinggi, lima kali
        lebih tinggi daripada tekanan yang berada di dalam sebuah ban mobil. Tekanan
        ini mendorong cairan tersebut ke dalam perut aphid hingga keluar dari ujung
        yang lain sebagai tetesan madu. Jika kita memarkir mobil di bawah pohon yang
        sedang diserang oleh sekawanan aphid, mungkin kita akan kejatuhan tetesan-
        tetesan madu tersebut.

               Dalam beberapa eksperimen, aphid yang sedang makan dibius dengan
        konsentrasi karbondioksida yang tinggi. Kemudian, tubuh mereka dilepaskan
        dari stilet yang tertinggal dalam tabung tapis yang menjadi tempat makan sang
        aphid. Analisis dari cairan yang keluar dari tabung tersebut memverifikasi
        bahwa pada sebagian besar tumbuhan, bentuk karbohidrat utama yang di-
        translokasi di bawah tekanan melalui floem adalah sukrosa.



     b. Teori Aliran Tekanan

        Di dalam tumbuhan berbunga, gula dan senyawa-senyawa organik lainnya
        mengalir dari sebuah sumber menuju sebuah tempat tujuan mengikuti gradien
        penurunan konsentrasi dan tekanan zat terlarut. Yang disebut sebagai sumber
        adalah suatu bagian tubuh tumbuhan di mana senyawa organik dimasukkan ke
        dalam sistem tabung tapis. Yang disebut sebagai tempat tujuan adalah suatu
        bagian tubuh tumbuhan di mana senyawa organik dikeluarkan dari sistem
        tabung tapis untuk digunakan atau disimpan.

               Lokasi fotosintesis dalam daun-daun dewasa adalah contoh sebuah
        sumber. Contoh lainnya adalah umbi, di mana timbunan makanan dimobilisasi
        untuk diangkut menuju bagian-bagian tubuh tumbuhan yang sedang tumbuh.
        Sebaliknya, bunga-bunga muda yang tumbuh adalah bagian tujuan. Begitu pula
        buah apel, pir, dan buah-buah lainnya yang Anda lihat tumbuh di pohon.
        Sebenarnya, daun-daun muda, akar, dan bagian-bagian tubuh tumbuhan
        lainnya pada awalnya adalah tempat tujuan, namun berubah menjadi sumber
        seiring dengan berjalannya waktu.




46     BERMUTU                                BAB II STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN
                                      STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN


             Apa yang membuat gula dan senyawa-senyawa organik lainnya
      mengalir dari sumber menuju tempat tujuan! Menurut teori aliran tekanan,
      tekanan terbangun di ujung sumber dari sebuah sistem tabung tapis dan
      mendorong zat-zat terlarut menuju tempat tujuan.

             Bayangkan bagaimana sukrosa mengalir dari sumber ke tempat tujuan.
      Di dalam daun, sukrosa yang dibentuk dalam sel-sel mesofil fotosintetik
      diangkut ke dalam floem yang terdiri dari pembuluh-pembuluh halus. Di sini,
      sukrosa dimasukkan ke dalam tabung tapis kecil. Sel-sel tabung tapis hidup
      pada saat dewasa namun hanya memainkan peran pasif dalam proses
      translokasi. Proses masuknya sukrosa ini bergantung pada pengeluaran energi
      oleh sel-sel tetangga yang letaknya bersebelahan dengan sel-sel tabung tapis.

             Seiring dengan masuknya sukrosa, konsentrasi sukrosa meningkat di
      dalam tabung tapis. Sebagai akibatnya tekanan air menurun. Coba Anda ingat
      kembali tekanan turgor! Tekanan cairan internal yang mendorong dinding sel,
      meningkat ketika air masuk ke dalam sel melalui osmosis. Dalam kasus ini,
      energi potensial air yang lebih rendah menyebabkan air masuk ke dalam
      tabung tapis. Berkenaan dengan meningkatnya tekanan turgor, cairan yang
      dipenuhi sukrosa ini bergerak ke dalam tabung tapis dari pembuluh-pembuluh
      yang membesar. Pada akhirnya, cairan tersebut terdorong keluar dari daun
      melalui batang menuju ke tempat tujuan. Di sini, cairan tersebut dikeluarkan
      dari sistem tabung tapis.




BAB II STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN                               BERMUTU        47
 STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN




          a.




          b.




                c.


       Gambar 2.35.      Tahapan pemindahan nutrisi
                         a. Pengisian nutrisi ke dalam sumber
                         b. Pengaliran nutrisi sepanjang jaringan pembuluh
                         c. Pengeluaran nutrisi ke tempat tujuan


               Karena sukrosa ditambahkan di dalam ujung sumber dari tabung tapis
     dan dikeluarkan di ujung tempat tujuan, konsentrasinya semakin menurun di
     perjalanan sehingga terjadi penurunan tekanan. Sebagian besar sukrosa yang
     dimasukkan ke dalam tabung-tabung tapis kecil akan mencapai tempat tujuan.
     Sebaliknya, air bebas masuk dan keluar dari sistem tabung tapis di sepanjang
     rute perjalanan. Oleh karena itu, hanya sedikit (jika ada sama sekali) molekul-
     molekul air yang bertahan di perjalanan dan sampai ke tempat tujuan.
     Meskipun demikian, air dalam ujung tempat tujuan tetap dikeluarkan menuju
     sel-sel yang berada di sekitarnya ketika sukrosa dikeluarkan dan bergerak
     menuju sel-sel tersebut.




48   BERMUTU                                BAB II STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN
                                         STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN


               Perlu diingat bahwa tabung-tabung tapis hanyalah alat pasif dalam
       translokasi. Sistem tabung tapis bekerja karena (1) sel-sel tetangga
       menyediakan energi untuk memasukkan sukrosa ke dalam sumber dan (2)
       sukrosa dikeluarkan di tempat tujuan. Oleh karena itu, selalu terdapat gradien
       konsentrasi sukrosa dari sumber ke tempat tujuan dan gradien tekanan yang
       menjaga sukrosa tetap bergerak.

               Senyawa-senyawa organik mengalir melalui floem sebagai respon
       terhadap gradien konsentrasi dan tekanan. Gradien tersebut dipertahankan
       melalui pengeluaran energi di sumber, misalnya daun-daun dewasa, dan
       pengeluaran zat-zat terlarut di tempat tujuan, misalnya akar.



C. Adaptasi Batang, Daun, dan Akar pada Tumbuhan
     Tumbuhan, seperti makhluk hidup lainnya melakukan adaptasi untuk dapat
     mempertahankan jenisnya. Adaptasi yang dapat dilakukan tumbuhan mencakup
     perubahan morfologi tumbuhan. Adaptasi morfologi yang dilakukan tumbuhan,
     antara lain berupa modifikasi daun, batang, dan akar.


1.   Adaptasi Daun

     Daun merupakan tempat utama berlangsungnya fotosintesis dan menghasilkan
     karbohidrat dengan menggunakan energi dari sinar matahari. Daun fotosintetik
     biasanya tipis, memiliki area permukaan yang luas, dan letaknya pada batang
     dengan posisi miring untuk penyerapan cahaya maksimum. Namun demikian,
     daun   dapat   diadaptasi   untuk   keperluan   lain    termasuk   sebagai   tempat
     penyimpanan makanan dan air, pemberi dukungan, dan pertahanan.




BAB II STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN                                     BERMUTU      49
 STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN



Tempat               Sebagai                  Pemikat          Insektifor
penyimpanan          pertahanan/
makanan              kehilangan air

Umbi Bawang          Duri                     Floral bracts    Venus perangkap
(Allium cepa)        Opuntia marnierana       Bougainvillea    serangga
                                              glabra           (Dionaea muscipula)




                     Setiap daun telah
Sumbu batang         menjadi kayu dan         Daun memainkan   Daun yang
yang sangat          duri non fotosintetik.   peran sebagai    dimodifikasi untuk
pendek dengan        Duri dengan luas         mahkota bunga    membentuk sebuah
sisik daun           permukaan yang           dalam menarik    perangkap serangga.
berdaging tebal      kecil mengurangi         penyerbuk
                     kehilangan air dan
                     melindungi tanaman
                     dari hewan
                     herbivora.


2.   Adaptasi Batang

     Batang cenderung berada di atas permukaan tanah, tegak, dan mendukung tubuh
     tumbuhan. Batang mendukung daun, tunas sisi, dan organ reproduksi serta
     biasanya berakhir dalam bentuk kuncup. Cabang lateral muncul dari ketiak daun
     (sudut antara daun dan batang). Terdapat banyak variasi pada batang 'normal'.
     Batang mungkin berada di bawah tanah, berfungsi sebagai tempat penyimpanan,
     sebagai organ reproduksi atau organ pendukung.




50     BERMUTU                                BAB II STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN
                                         STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN



Fotosintetik         Penyimpanan             Penyimpanan          Pemanjatan/
                                                                  Pendukung

Phylloclade atau     Rhizoma Jahe            Umbi Crocus          Sulur Anggur
cladode              (Zingiber officinale)   (Crocus species)     (Vitis species)
Butcher’s broom
(Ruscus aculeatus)



kuncup



Struktur batang      Batang di dalam         Batang (vertikal)    Posisi sulur dan
yang mirip dan       tanah yang tumbuh       yang pendek,         keberadaan/
bertindak sebagai    horizontal di bawah     gemuk dibangun       ketiadaan sisik
daun                 permukaan tanah.        dari beberapa buku   daun yang
                     Umumnya tebal,          dan ruas.            tereduksi dapat
                     berdaging atau          Berkembang di        dijadikan petunjuk
                     berkayu.                dalam atau di        asal modifikasi
                                             bawah tanah.         sulur dari batang
                                                                  atau daun.


3.   Adaptasi Akar

     Akar cenderung tumbuh ke bawah, menjauhi cahaya, dan mendekati air.
     Peran utama akar adalah penambatan, penyerapan, dan transportasi. Akar
     harus memiliki penyesuaian untuk memenuhi berbagai fungsi lain termasuk
     penyimpanan, pendukung, dan aerasi.




BAB II STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN                                BERMUTU          51
 STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN


Penyerapan                  Aerasi                  Perekat              Pendukung

Akar udara                  Akar napas              Ivy (Hedera helix)   Prop roots
Anggrek epifit (spesies     Mangrov                                      Jagung
Oncidium)                   (Spesies Sonneratia)                         (Zea mays)




Tumbuhan epifit hidup       Akar napas memiliki     Tambahan akar        Akar udara
pada tumbuhan lain          ruang udara internal    adventif tumbuh      tumbuh ke arah
untuk menyokong             yang berhubungan        dari batang, pada    bawah dari
pertumbuhannya. Akar        dengan akar yang        bagian samping       batang menuju
udara tersebut sedikit      terendam air.           untuk mencapai       tanah.
yang mencapai                                       permukaan.
permukaan tanah untuk
menyerap air hujan.


D. Reproduksi pada Tumbuhan

     Bagi tumbuhan berbunga, reproduksi seksual mensyaratkan dihasilkannya spora-
     spora, seperti halnya gamet. Spora-spora ini terbentuk di dalam struktur
     reproduksi khusus yang dinamakan bunga. Dalam berbagai spesies, bunga
     dibantu oleh serangga, burung, dan binatang-binatang dalam proses yang
     membantu polinasi (penyerbukan) dan penyebaran biji.

            Struktur bunga jantan menghasilkan mikrospora haploid yang berkembang
     menjadi gametofit jantan yang belum dewasa (butir serbuk sari). Sperma terbentuk
     di dalam butir-butir serbuk sari. Struktur bunga betina memproduksi megaspora
     haploid yang berkembang menjadi gametofit betina. Telur terbentuk di dalam
     gametofit betina. Butir serbuk sari dikeluarkan dari tumbuhan induk dan
     beradaptasi untuk mengadakan perjalanan menuju telur. Gametofit betina tetap
     melekat pada tumbuhan induk dan diberi nutrisi olehnya.

            Setelah terjadi fertilisasi, biji-biji berkembang. Masing-masing biji terdiri
     atas sporofit embrio dan jaringan-jaringan yang berfungsi untuk menutrisi,
     melindungi, dan membantu penyebarannya.




52     BERMUTU                               BAB II STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN
                                         STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN


1.   Model-model Reproduktif

     Meskipun kita mungkin tidak terlalu sering memikirkannya, tumbuhan berbunga
     (tumbuhan tingkat tinggi) terlibat dalam hubungan seksual. Sebagaimana halnya
     pada   manusia,   tumbuhan    ini   memiliki   sistem   reproduksi   lengkap   yang
     menghasilkan sperma dan susu, menutrisi, dan melindunginya. Sebagaimana
     halnya pada manusia, struktur betina dari tumbuhan berbunga mengandung
     embrio pada masa awal perkembangannya. Bunga berfungsi sebagai pengundang
     pihak ketiga, yaitu penyerbuk, yang berfungsi dalam menyatukan sperma dan
     telur. Jauh sebelum manusia memikirkan hal tersebut, tumbuhan-tumbuhan
     berbunga telah menggunakan warna-warni dan wewangian yang memikat untuk
     meningkatkan kesuksesan hubungan seksual.

            Banyak tumbuhan dapat melakukan hal yang tidak dapat dilakukan oleh
     manusia, mereka dapat berkembang biak secara aseksual. Ingat kembali bahwa
     reproduksi seksual mensyaratkan pembentukan gamet               yang diikuti oleh
     pembuahan (fertilisasi). Hal ini berarti dua perangkat instruksi genetik dari dua
     gamet hadir di dalam telur yang dibuahi. Reproduksi aseksual berlangsung melalui
     mitosis sehingga individu-individu dari generasi yang baru adalah klon, yakni
     identik secara genetik dengan tumbuhan induknya.

            Apa yang biasa kita sebut tumbuhan sebenarnya adalah sporofit, badan
     vegetatif yang berkembang setelah telur yang telah dibuahi (zigot) menjalani
     serangkaian pembelahan dan diferensiasi sel secara mitosis. Tumbuhan lobak,
     kaktus, dan pohon mangga adalah contoh-contoh sporofit. Pada suatu tahap masa
     pertumbuhan dan perkembangan, sporofit memproduksi tunas-tunas reproduksi
     yang dinamakan bunga. Beberapa sel dalam bunga membelah diri secara meiosis
     dan berkembang menjadi gametofit yang akan memproduksi sel-sel seks haploid,
     yaitu gamet. Gametofit jantan menghasilkan sperma dan gametofit betina
     menghasilkan telur.




BAB II STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN                                   BERMUTU        53
 STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN




                                                 Gambar 2.36. Siklus hidup tumbuhan
                                                 berbunga pada umumnya.




            Gametofit betina biasanya berbentuk badan-badan multisel kecil yang
     melekat pada jaringan bunga. Gametofit jantan yang belum dewasa dilepaskan
     dari bunga dalam bentuk butir-butir serbuk sari; yang seperti peti dalam kapal bagi
     sel-sel yang memproduksi sperma sampai pada akhirnya mereka mendarat di
     bagian bunga betina.

            Pemandu kimiawi dan molekular memandu pertumbuhan gametofit jantan
     yang menyerupai tabung dalam menuruni jaringan bunga betina, menuju kamar
     telur dan takdir seksualnya.

            Sporofit dapat juga mereproduksi diri sendiri secara aseksual melalui
     beberapa cara. Tumbuhan strawberi menjulurkan batang-batangnya horisontal di
     atas tanah, sementara akar serta tunas-tunasnya berkembang di setiap bintil di
     sepanjang batang. Batang yang pendek di bawah tanah seperti yang dimiliki
     bawang-bawangan atau lili mengeluarkan kuncup yang tumbuh menjadi tumbuhan
     baru. Di musim kemarau, ketika kita menduga bahwa ia tidak melakukan apapun
     selain dorman, rumput teki sebenarnya tengah melahirkan tumbuhan-tumbuhan
     kecil baru pada bintil-bintil di sepanjang batang horisontalnya yang berada di
     bawah tanah. Reproduksi aseksual juga berlangsung dengan bantuan manusia.
     Keseluruhan kebun buah yang terdiri dari pohon pir, misalnya, ditumbuhkan
     dengan cara memotong kuncup dari sebuah tumbuhan induk. Dengan kata lain,
     reproduksi sosial mendominasi siklus hidup tumbuhan bunga dan ini akan menjadi
     fokus pembahasan kita di sini.




54     BERMUTU                               BAB II STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN
                                         STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN




             Gambar 2.37. Susunan bagian-bagian bunga dengan putik tunggal.


2.   Pembentukan Gamet pada Bunga

     Sebuah bunga berkembang pada ujung tunas (Gambar                   2.37). Selama
     perkembangannya, sel-sel berdiferensiasi dan jaringan mengatur diri ke dalam
     bagian-bagian nonfertil (daun kelopak dan daun mahkota) dan bagian-bagian yang
     fertil (benang sari dan putik). Bagian-bagian khusus ini tumbuh dari ujung tunas
     bunga yang termodifikasi, yaitu penyangga atau dasar bunga (receptaculus).

           Bagian terluar, sekelompok daun kelopak (sepal) yang menyerupai daun
     bersama-sama membentuk kelopak bunga (calyx). Biasanya, kelopak bunga
     melingkupi bagian-bagian lainnya, sebagaimana terdapat di dalam bunga mawar
     sebelum kuncup terbuka (Gambar 2.38). Di bagian yang lebih dalam, setelahnya,
     adalah bunga mahkota (petal), juga menyerupai daun, yang melingkari bagian
     jantan dan betina. Bersama-sama, daun mahkota bergabung membentuk mahkota
     bunga. Mahkota biasanya memiliki warna pola, dan bentuk yang menarik, yang
     berfungsi untuk menarik perhatian lebah dan penyerbuk lainnya.




BAB II STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN                                   BERMUTU     55
 STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN




                                                   mahkota bunga
                                                   (kombinasi semua fetal)

                                                    kelopak bunga
                                                    (kombinasi semua sepal)
                                                   dasar bunga




                                              Gambar 2.38. Tempat beberapa bagian
                                              bunga mawar.



            Di bagian dalam mahkota terdapat benang sari, yaitu bagian reproduktif
     jantan. Dalam hampir seluruh spesies hidup, benang sari terdiri dari tangkai yang
     ramping yang dimahkotai oleh kepala sari. Kepala sari adalah struktur bercuping
     dua yang mengandung empat kantung serbuk sari, kamar-kamar di mana butir-
     butir serbuk sari berkembang.

            Bagian dalam yang berada di tengah-tengah sebuah bunga terdiri dari satu
     putik atau lebih, yaitu bagian reproduktif betina. Sebuah putik bagaikan sebuah
     kapal tanpa bukaan, sebuah rumah tanpa pintu. Bagian bawah dari putik adalah
     indung telur. Indung telur adalah tempat di mana telur dikembangkan, dibuahi, dan
     di mana biji menjadi matang. (Angiospermae merujuk pada putik; namanya diambil
     dari kata bahasa Yunani, angeion, yang berarti sebuah bejana, dan sperma, yang
     berarti biji). Banyak jenis bunga memiliki sekelompok putik yang berkumpul
     bersama sedemikian rupa sehingga mereka membentuk indung telur.

            Biasanya, bagian atas dari putik menyempit, membentuk lajur ramping
     (tangkai putik) yang berujung pada sebuah kepala putik, tempat mendarat serbuk
     sari. Putik yang berkumpul bersama dapat berbagi kepala putik dan tangkai putik
     atau memiliki kepala dan tangkai putik yang terpisah.




56     BERMUTU                               BAB II STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN
                                            STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN


            Yang disebut sebagai bunga sempurna memiliki bagian reproduktif jantan
     dan betina. Bunga yang tidak sempurna dapat memiliki bagian reproduktif jantan
     atau betina saja, tidak kedua-duanya. Beberapa spesies, termasuk jagung,
     memiliki bunga jantan dan betina pada tumbuhan yang sama. Spesies-spesies
     lain, termasuk pohon melinjo, memiliki bunga jantan dan betina pada tumbuhan
     yang berbeda.



3.   Mikrospora menuju Serbuk sari

     Mari kita beralih pada pembentukan serbuk sari. Serbuk sari adalah gametofit
     jantan yang belum dewasa dan terdiri dari dua sel. Gambar 2.39 menunjukkan
     beberapa contoh serbuk sari. Dalam hampir seluruh kasus, satu keluarga
     tumbuhan dapat dibedakan berdasarkan ukuran dan pahatan dinding dari serbuk
     sarinya, juga jumlah pori-pori di dindingnya. Dinding-dinding tersebut cukup keras
     untuk melindungi sel-sel sperma selama perjalanan berbahaya dari kepala sari ke
     kepala putik. Mereka juga cukup keras untuk menahan dekomposisi. Hal ini
     menjadi salah satu alasan mengapa serbuk sari dapat menjadi fosil yang baik dan
     dapat menjadi petunjuk yang baik mengenai evolusi tumbuhan berbunga.

            Serbuk sari mulai terbentuk ketika kepala sari tumbuh di dalam kuncup
     bunga. Sebagaimana ditunjukkan oleh Gambar 2.40, setiap mikrospora di dalam
     kepala sari mengalami pembelahan sel mitosis untuk menghasilkan empat sel
     induk. Beberapa lapisan sel membentuk kamar berdinding di sekeliling masing-
     masing massa sel. Ini adalah kantung di mana serbuk sari akan berkembang.
     Masing-masing sel di dalam sebuah kantung serbuk sari mengalami meiosis dan
     pada akhirnya empat sel haploid akan terbentuk. Sel-sel haploid yang dihasilkan
     melalui meiosis ini bukanlah gamet, tetapi sejenis spora. Sel-sel yang dihasilkan
     dalam kantung serbuk sari adalah calon mikrospora.

                                                      C




 Gambar 2.39. Skaning mikrograf serbuk sari a. ros, b. rumput, c. jenis lain dari serbuk sari.




BAB II STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN                                        BERMUTU          57
 STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN




                Gambar 2.33. Tahap merkembangan gametofit
                jantan


                     Gambar 2.40. Tahap perkembangan gametofit jantan.




            Masing-masing mikrospora mengalami pembelahan sel mitosis yang
     hasilnya adalah badan haploid bersel ganda. Inilah serbuk sari. Selanjutnya,
     setelah serbuk sari mendarat pada kepala putik, satu sel akan berkembang
     menjadi sel-sel sperma sedangkan yang lain menjadi buluh serbuk sari yang akan
     tumbuh melalui jaringan putik dan dengan demikian mengangkut sperma ke
     indung telur.



4.   Megaspora menuju Telur

     Sementara itu, dalam putik sebuah bunga, salah satu massa sel berbentuk
     lonceng telah berkembang di bagian dalam dari dinding indung telur. Masing-
     masing massa adalah awal dari sebuah bakal biji yang bila segala sesuatunya
     berjalan dengan baik, akan berkembang menjadi biji. Hanya satu massa berbentuk
     lonceng terbentuk dalam putik sebuah bunga mangga dalam satu waktu. Ratusan
     atau bahkan ribuan terbentuk dalam putik bunga lain. Cobalah Anda potong
     sebuah pepaya matang dan banyaknya biji yang terdapat di dalamnya akan
     membuat Anda berpikir tentang rupa dinding ovari bunga pepaya tersebut
     terbentuk pada suatu waktu.

            Sejalan dengan tumbuhnya massa sel, beberapa sel ini membentuk
     sebuah tangkai. Sisanya berkembang menjadi jaringan bagian dalam (nuselus)
     dan satu atau dua lapisan pelindung (integumen) terbentuk di sekelilingnya. Hanya




58     BERMUTU                                BAB II STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN
                                            STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN


     sebagian kecil dari nuselus ini akan tertutupi oleh integumen. Biasanya, celah kecil
     ini yang disebut, mikrofil, adalah tempat di mana tabung serbuk sari akan
     mempenetrasi bakal biji. Di dalam massa sel, sel induk diploid membelah diri
     secara meiosis.

            Di dalam bakal biji, keempat sel haploid yang terbentuk setelah meiosis
     disebut sebagai megaspora. Biasanya, tiga dari empat megaspora terdisintegrasi.
     Sisanya, yang satu, mengalami mitosis tiga kali tanpa pembelahan sitoplasma
     sehingga pada awalnya ia menjadi sel tunggal dengan delapan inti sel. Sitoplasma
     terpisah hanya ketika tiap inti sel bermigrasi menuju lokasi khusus di dalam sel
     tersebut. Hasilnya adalah kantung embrio bersel tujuh, yaitu gametofit betina.
     Salah satu selnya adalah telur. Sel lainnya, adalah sel induk endospermae
     memiliki dua inti sel. Sel ini akan membantu terbentuknya endosperma yang
     merupakan, jaringan nutrisi di sekitar embrio yang akan terbentuk.

            Sebuah bakal biji adalah struktur serupa tangkai yang berkembang di
     dinding ovari pada sebuah putik. Ia tersusun atas sebuah sel telur di dalam
     kantung embrio (gametofit betina), sebuah jaringan yang mengelilinginya
     (nuselus), dan satu atau dua lapisan pelindung (integumen). Ketika telah dewasa,
     sebuah bakal biji akan menjadi biji.



5.   Penyerbukan dan Pembuahan
     a. Penyerbukan

        Perpindahan serbuk sari ke kepala putik disebut sebagai penyerbukan. Angin,
        serangga, burung, atau agen-agen lain membantu perpindahan tersebut.
        Hubungan di antara tumbuhan berbunga (tumbuhan tingkat tinggi)dan
        penyerbuknya adalah salah satu kisah yang paling menarik dalam kisah
        evolusi.

               Berbagai variasi tumbuhan berbunga (tumbuhan tingkat tinggi)dapat
        ditemukan hampir di mana saja, dari daerah bersalju hingga pegunungan dan
        ke gurun pasir, dari air tawar ke permukaan laut. Bagaimanakah distribusi dan
        keanekaragaman ini terjadi, padahal tumbuhan (tidak seperti hewan) tidak
        dapat begitu saja berpindah tempat?

               Untuk menjawabnya, kita harus kembali ke 430 juta tahun yang lalu
        ketika tumbuhan mulai menginvasi daratan. Serangga yang dapat hidup dari




BAB II STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN                                   BERMUTU        59
 STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN


     bagian-bagian tumbuhan yang lembap dan membusuk mungkin berada di balik
     semua ini. Fosil menunjukkan kepada kita bukti evolusi menuju batang yang
     lebih kuat dan tumbuhan yang lebih tinggi. Kita juga memiliki fosil binatang
     pemakan bangkai yang telah menyesuaikan diri sehingga tahan terpaan udara.
     Tidak adanya persaingan untuk mendapatkan bagian tumbuhan yang dapat
     dimakan (meskipun tipis) tampak telah mendorong beragam adaptasi cara
     makan (seperti bagian tubuh untuk menyedot, merobek, dan mengunyah). Hal
     itu juga telah mendorong perkembangan sayap serangga.

            Tumbuhan penghasil biji pertama memasuki hutan pinggir pantai yang
     lembap sekitar 395 juta tahun yang lalu. Mereka adalah nenek moyang dari
     Gimnospermae dan tumbuhan berbunga. Seringkali, bakal biji dan kantung
     serbuk sari terletak di dalam formasi daun yang berbentuk kerucut yang telah
     termodifikasi dan tampaknya serbuk sari dapat mencapai bakal biji hanya
     dengan bantuan aliran air.

            Serbuk sari adalah sumber protein yang kaya. Seandainya beberapa
     serangga datang dan mengasosiasikan kerucut dengan sumber makanan,
     mereka akan mulai berperan sebagai agen penyerbuk. Beberapa serbuk sari
     yang menyerupai debu dapat dimakan, namun sebagian akan menempel pada
     badan serangga dan diangkut ke bakal biji. Serangga-serangga yang memanjat
     di sekitar kerucut reproduktif mungkin bukan agen penyerbuk dengan presisi
     tinggi, namun mereka lebih efektif daripada aliran air semata (yang tidak
     banyak terdapat di hutan yang lebat). Serbuk sari akan dikirimkan tepat di
     depan pintu rumah. Semakin lezat serbuk sari, semakin banyak kiriman yang
     datang, dan semakin banyak biji yang terbentuk. Dan semakin banyak biji yang
     terbentuk, semakin besar sukses reproduktif.

            Yang kita deskripsikan di sini adalah kasus koevolusi, yang berarti
     evolusi dua atau lebih spesies yang berhubungan dan berinteraksi erat dalam
     lingkungan ekologis. Ketika satu spesies berevolusi, perubahan tersebut
     mempengaruhi tekanan seleksi yang beroperasi di antara kedua spesies
     tersebut. Begitu pula ketika spesies yang lain berevolusi. Dalam kisah
     evolusioner kita, terdapat seleksi alam terhadap variasi tumbuhan yang mampu
     menarik serangga yang berguna. Di waktu yang sama, terdapat seleksi
     terhadap serangga penyerbuk. Karena kemampuan mereka untuk mengenali




60   BERMUTU                             BAB II STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN
                                          STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN


      dan   melacak    lokasi      makanan   tertentu,   serangga   penyerbuk     dapat
      menyingkirkan serangga yang pencari makan ke tempat-tempat yang jauh.

             Perubahan lain patut disebutkan. Kumbang pemakan serbuk sari yang
      masih ada hingga saat ini, memiliki bagian mulut yang kuat dan banyak yang
      mengunyah     bakal   biji   yang   mereka   bantu   penyerbukannya.      Perilaku
      mengunyah mungkin berperan sebagai kekuatan selektif dalam evolusi struktur
      bunga. Bakal biji tumbuhan berbunga (tumbuhan tingkat tinggi) saat ini
      terlindung di dalam putik yang tertutup, yang dapat menyediakan perlindungan
      dari serangga-serangga yang lapar.

             Banyak aspek struktur bunga dapat dikorelasikan dengan penyerbuk
      tertentu. Daun kelopak dari bunga-bunga yang berwarna merah membentuk
      tabung untuk nektar. Warna itu tidak menarik kumbang atau lebah madu secara
      visual maupun mendeteksi panjang gelombang merah (disamping itu, pada
      bunga dengan tabung yang dalam dan besar, serangga juga menghadapi
      kemungkinan tenggelam di dalam nektar.) Burung-barung, di sisi lain, memiliki
      daya visual (pandang) yang baik dan dapat mendeteksi bunga dengan
      komponen merah dan kuning. Beberapa jenis burung memiliki paruh yang
      sama panjangnya dengan tabung bunga. Kepala benang sari dan kepala putik
      bunga terletak di tempat paruh burung yang akan menyenggol mereka. Karena
      burung mengunjungi cangkir nektar tumbuhan yang sama spesiesnya, burung
      mendorong terjadinya penyerbukan silang. Bunga-bunga yang dikunjungi oleh
      burung biasanya tidak memiliki bau yang kuat. Burung memiliki daya
      penciuman yang lemah, jadi bau yang menarik akan sia-sia untuk menarik.
      Sebaliknya, beberapa bunga yang dibantu penyerbukannya oleh kumbang dan
      lalat memiliki bau yang kuat yang menyerupai daging busuk atau tinja lembap.
      Mungkin bau tersebut pada awalnya menyerupai bau bahan-bahan yang
      sedang membusuk di tempat sampah hutan, di mana kumbang pertama kali
      berevolusi.

             Bunga-bunga yang biasanya dibantu penyerbukannya oleh lebah
      memiliki bau yang kuat dan manis dan mengandung komponen warna kuning
      terang, biru, ungu, atau ultraviolet. Rambut yang menyerupai bulu pada
      sebagian besar lebah tertempeli serbuk sari dari bunga yang mereka kunjungi.
      Landasan pendaratan dari beberapa bunga yang penyerbukannya dibantu oleh




BAB II STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN                                 BERMUTU         61
 STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN


     lebah memposisikan tubuh lebah sedemikian sehingga ia harus menyenggol
     kepala benang sari yang berisi serbuk sari.

            Kupu-kupu mencari makan pada siang hari dan seringkali tertarik pada
     bunga-bunga yang berbau manis, berwarna merah, dan bunga-bunga tegak
     yang memiliki landasan pendaratan horisontal. Sebagian besar ngengat
     mencari makan di malam hari. Mereka membantu penyerbukan bunga yang
     berbau kuat, manis, yang berkelopak berwarna putih atau pucat, yang lebih
     terlihat di kegelapan. Kupu-kupu memiliki bagian tubuh yang panjang dan
     sempit, yang berkorelasi dengan tabung atau taji bunga yang sempit. Ketika,
     bagian mulut ngengat Madagaskar diuraikan, bagian ini dapat mencapai
     panjang 22 cm, sama dengan panjang tabung bunga pada anggrek
     (Angraecum    sesquipedale)!    Ngengat       ini   tidak   memerlukan   landasan
     pendaratan, mereka terbang di depan tabung bunga.




       Gambar 2.41.    Beberapa tahap perkembangan tumbuhan dikotil
                       a. Organisasi internal zigot
                       b-d. Embrio
                       e. Embrio yang telah berdiferensiasi dengan baik
                       f.   Embrio yang matang




62   BERMUTU                              BAB II STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN
                                        STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN


6.   Pembentukan Biji dan Buah
     a. Pembuahan dan Pembentukan Endosperma

        Begitu serbuk sari mendarat di kepala putik, ia mulai berkecambah. Sebuah
        tabung serbuk sari berkembang dari salah satu sel-selnya dan memulai
        perjalanan menuju bakal biji. Sebelum atau pada saat pertumbuhan tabung
        melalui kepala putik dan tangkai putik berlangsung, sel penghasil sperma
        serbuk sari mengalami mitosis, membentuk dua inti sel sperma. Apa yang
        terjadi ketika tabung serbuk sari mencapai indung telur? Ia tumbuh menjadi
        bakal biji. Ketika ia mempenetrasi kantung embrio, ujungnya pecah dan kedua
        sperma tersebut dilepaskan.

               Pembuahan secara umum berarti penggabungan inti sel sperma dan inti
        sel telur. Pembuahan ganda berlangsung dalam tumbuhan berbunga
        (tumbuhan tingkat tinggi). Satu inti sel sperma bergabung dengan inti sel telur
        dan membentuk zigot diploid (2n). Sementara itu, inti sel sperma yang lainnya
        dan kedua inti sel dari sel induk endosperma bergabung dan membentuk sel
        dengan inti sel triploid (3n). Jaringan-jaringan yang dihasilkan dari sel 3n
        tersebut disebut endosperma. Mereka akan menutrisi embrio dan sporofit muda
        (semaian bibit) sampai daun-daun terbentuk dan fotosintesis dapat dilakukan.

               Endosperma terbentuk hanya pada tumbuhan berbunga. Evolusinya
        berbarengan dengan reduksi gametofit betina, sumber nutrisi bagi sporofit
        embrio dari tumbuhan darat lainnya.



     b. Pembentukan Biji

        Ketika zigot terbentuk pertama kali, bakal biji masih melekat pada tumbuhan
        induk (pada tangkai yang berkembang dari dinding indung telur). Sebelum
        menjadi embrio dewasa, zigot mengalami sejumlah perkembangan bahkan
        sebelum dimulai pembelahan mitosis. Sebagai contoh, amati Gambar 2.42,
        bagaimana sebagian besar organel, termasuk inti sel, terletak pada setengah
        puncak dari zigot Capsella. Begitu pembelahan dimulai, beberapa sel anak
        tumbuh menjadi embrio dewasa yang terdiri dari beberapa sel.




BAB II STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN                                 BERMUTU        63
 STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN


                Kotiledon     atau       daun      biji
       berkembang      sebagai          bagian    dari
       embrio      (Gambar       2.42).       Banyak
       tumbuhan memiliki kotiledon besar
       yang     menyerap      endosperma          dan
       berfungsi            sebagai           tempat
       penyimpanan      makanan.          Tumbuhan
       lain memiliki kotiledon yang tipis yang
       dapat     memproduksi          enzim      untuk
       mencerna dan mengangkut makanan
       yang disimpan di endosperma menuju
       tempat      perkecambahan.             Seiring
       dengan       berkembangnya             embrio,
       endosperma            memanjang            dan
       intergumen     bakal      biji     mengeras.
                                                          Gambar 2.42. Irisan membujur biji
       Intergumen ini akan menjadi selaput
                                                          jagung
       biji.

                Dalam pembuahan ganda, satu inti sel sperma bergabung dengan inti
       sel telur dan menghasilkan zigot diploid. Inti sperma yang lain bergabung
       dengan dua inti sel dari sel induk endosperma yang menghasilkan jaringan
       cadangan makanan/nutritif triploid (3n).



     c. Pembentukan Buah dan Penyebaran Biji

       Sebuah indung telur yang mengandung bakal biji (atau beberapa bakal biji)
       berkembang menjadi buah. Buah adalah indung telur yang dewasa atau
       matang, bersama-sama dengan bagian-bagian bunga. Banyak buah, termasuk
       apel dan tomat, mengandung banyak air dan daging. Buah dari jenis lainnya,
       termasuk biji-bijian dan kacang-kacangan, bersifat kering. Dinding buah dari
       kacang polong bersifat kering dan keras pada saat dewasa. Berbagai jenis
       bunga tetap bergabung bersama membentuk buah ganda, misalnya nanas.
       Gambar 2.43 menunjukkan contoh-contoh buah.




64     BERMUTU                                      BAB II STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN
                                           STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN




                                                                             c.




        a.                                 b.


      Gambar 2.43.     Berbagai jenis buah; a. Nanas, buah majemuk, b. Mahoni, buah
                       kering, c. Strawberi, buah agregat


              Buah berfungsi untuk melindungi dan menyebarkan bibit dalam
      lingkungan yang spesifik. Sebagai contoh, buah mahoni memiliki perpanjangan
      seperti sayap. Ketika buah jatuh, sayap menyebabkannya berputar. Dengan
      putaran tersebut, biji dapat disebarkan ke lokasi-lokasi baru yang cocok untuk
      pertumbuhannya jauh dari induknya. Hal ini terjadi untuk menghindari
      persaingan. Banyak buah memiliki kait, tangkai, rambut, dan permukaan yang
      lengket. Buah-buah ini dapat tersebar ke lokasi-lokasi baru ketika menempel
      pada bulu atau rambut binatang yang bersinggungan dengan buah-buah
      tersebut..

              Buah-buah berdaging, seperti bluberi dan ceri dapat menyesuaikan diri
      untuk bertahan dari enzim-enzim pencernaan dalam saluran pencernaan
      binatang.    Enzim-enzim      yang    terdapat   di   saluran   pencernaan   dapat
      menghilangkan selaput biji yang keras, sehingga memudahkan perkecambahan
      biji-biji ketika keluar dari tubuh binatang.




BAB II STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN                                    BERMUTU       65
 STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN


     d. Reproduksi Aseksual Tumbuhan Berbunga

       Reproduksi seksual merupakan reproduksi yang terjadi pada tumbuhan
       berbunga.    Tumbuhan    dapat   pula   berkembang    biak secara     aseksual.
       Reproduksi aseksual adalah perkembangbiakkan tumbuhan tanpa teradinya
       pembuahan. Pada reproduksi aseksual perbanyakan terjadi dari organ-organ
       vegetatif tumbuhan. Oleh karena itu, reproduksi aseksual dinamakan juga
       reproduksi vegetatif.

               Sebagai contoh, strawberi menjulurkan batang yang menjalar di atas
       tanah, dikenal sebagai geragih. Di sepanjang geragih tersebut, akar dan tunas-
       tunas baru dapat berkembang. Jeruk bereproduksi dengan partogenesis;
       perkembangan embrio dari telur yang tidak dibuahi. Dalam beberapa jenis
       tumbuhan, partogenesis dirangsang ketika serbuk sari melakukan kontak
       dengan kepala putik meskipun buluh serbuk dari tidak menuruni tangkai putik.
       Hormon, baik yang dibentuk di kepala putik maupun yang diproduksi oleh
       serbuk sari, tampaknya berdifusi masuk ke dalam telur yang tidak dibuahi dan
       menstimulasi pembentukan embrio. Embrio menjadi 2n melalui fusi produk
       mitosis telur. Sel 2n di luar gametofit dapat dirangsang untuk membentuk
       embrio.

               Reproduksi vegetatif terkadang berlangsung secara alami di antara
       tumbuhan-tumbuhan yang terluka. Sebagai contoh, ketika sebuah daun jatuh
       atau robek dari pohon cocor bebek, tumbuhan yang baru dapat tumbuh dari
       daun.

               Reproduksi vegetatif juga dapat dilakukan dengan mengkulturkan
       jaringan tumbuhan di laboratorium. Pengembangan kultur jaringan dapat
       mengarah pada perbanyakan ratusan dan bahkan ribuan tumbuhan identik
       berasal hanya dari satu spesimen. Teknik ini telah digunakan untuk
       memperbaiki bahan pangan utama, seperti jagung, gandum, beras, dan
       kedelai. Teknik ini juga digunakan untuk meningkatkan anggrek hibrida, lili, dan
       tumbuhan hias lainnya.


E. Aplikasi dalam Pembelajaran

     Materi modul ini berkaitan erat dengan standar isi KTSP SD kelas 4 dan kelas 6
     sebagai berikut.




66     BERMUTU                              BAB II STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN
                                         STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN



           Kelas/
    No.                 Standar Kompetensi                   Kompetensi Dasar
          Semester

    1.    IV/1       2. Memahami hubungan           2.1 Menjelaskan hubungan antara
                        antara struktur bagian          struktur akar tumbuhan dengan
                        tumbuhan dengan                 fungsinya
                        fungsinya
                                                    2.2 Menjelaskan hubungan antara
                                                        struktur batang tumbuhan dengan
                                                        fungsinya
                                                    2.3 Menjelaskan hubungan antara
                                                        struktur daun tumbuhan dengan
                                                        fungsinya
                                                    2.4 Menjelaskan hubungan antara
                                                        bunga dengan fungsinya


    2.    VI/1       1. Memahami hubungan
                                                    1.2 Mendeskripsikan hubungan
                        antara ciri-ciri makhluk        antara ciri-ciri khusus yang dimiliki
                        hidup dengan                    tumbuhan (kaktus, tumbuhan
                        lingkungan tempat               pemakan serangga) dengan
                        hidupnya                        lingkungan hidupnya

    3.
                     2. Memahami cara               2.3 Mengidentifikasi cara
                        perkembangbiakan                perkembangbiakan tumbuhan dan
                        makhluk hidup                   hewan




          Di sini, akan dibahas salah satu alternatif cara membelajarkan siswa kelas
   4, tentang materi ajar yang terkandung dalam SK 2 itu. Disarankan Anda
   memberikan kesempatan pengalaman belajar kepada siswa, seperti berikut ini.
          Siswa diberi kesempatan melakukan pengamatan yang teliti terhadap
   struktur akar, batang, daun, dan bunga. Agar pembelajaran ini berlangsung
   dengan baik, Anda hendaknya menyiapkan LKS sesuai dengan yang diperlukan
   minimal sebanyak kelompok yang disiapkan di kelas. Bilamana Anda tidak
   memungkinkan      menyiapkannya,       Anda     dapat   menggunakan         papan     tulis
   menuliskan langkah-langkah kegiatan pengamatan terhadap objek pembelajaran
   yang dilakukan siswa.
          Selama kegiatan pengamatan berlangsung hendaknya Anda membimbing
   siswa. Jangan membiarkan siswa melakukan kegiatan yang menyimpang dari
   pembelajaran ini. Tuntunlah siswa melakukan pengamatan yang tepat sehingga
   memperoleh materi ajar. Selanjutnya lakukan diskusi kelompok tentang hasil
   pengamatan siswa. Misalnya, tentang perbedaan akar serabut dengan akar
   tunggang, susunan akar serabut, susunan akar tunggang, fungsi akar, batang



BAB II STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN                                      BERMUTU          67
 STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN


     akar (akar primer), cabang akar, rambut akar, tudung akar. Usahakan semua
     siswa dalam kelompok terlibat dalam diskusi, sehingga di antara mereka terjadi
     pertukaran pengetahuan. Bilamana perlu siswa diberi kesempatan mencari
     informasi pengetahuan di perpustakaan atau buku siswa. Usahakan Anda tidak
     memberi langsung pengetahuan tentang materi ajar itu. Anda dapat menolong
     siswa dalam melakukan pengamatan yang tepat, mencari buku atau sumber
     informasi yang sesuai dengan materi pembelajaran, atau menyarankan siswa
     berwawancara dengan nara sumber, misalnya dengan penyuluh pertanian.
             Hasil diskusi di masing-masing kelompok hendaknya dilaporkan di kelas
     oleh salah seorang anggota kelompok yang mewakili kelompoknya. Kelompok
     yang lain diminta menanggapinya. Anda hendaknya, mendorong siswa untuk
     saling bertukar pengetahuan baik di antara kelompoknya maupun dengan
     kelompok yang lain. Bilamana diperlukan, Anda dapat memberikan penguatan
     terhadap siswa yang telah menyampaikan hasil belajarnya yang sesuai dengan
     tujuan yang diharapkan. Penguatan ini dapat dilanjutkan dengan pemberian
     pengayaan materi ajar kepada siswa. Bila terjadi penyimpangan dari tujuan yang
     diharapkan, hendaknya Anda melacak kegiatan pembelajaran ini sehigga Anda
     dapat menemukan penyebabnya. Dengan diketemukan penyebab penyimpangan
     itu, Anda dapat menyusun langkah-langkah perbaikannya.
             Penilaian dapat Anda lakukan selama siswa melakukan pembelajaran.
     Pada waktu siswa melakukan pengamatan, Anda dapat menilai sejauh mana
     siswa melakukannya dengan tepat. Ketika siswa berdiskusi dalam kelompok,
     Anda dapat menentukan siapa, dan apa yang siswa kemukakan. Demikian pula
     halnya, ketika berlangsung diskusi kelas, Anda dapat menilai seberapa banyak
     siswa   telah   memperoleh   hasil   yang   diharapkan   sesuai   dengan   tujuan
     pembelajaran yang Anda susun.
             Secara umum Anda telah memperoleh strategi pembelajaran materi ajar
     yang terkandung di SK ini. Dengan demikian Anda akan dapat menyediakan
     perangkat pembelajarannya, yang meliputi silabus, RPP, dan LKS. Cobalah Anda
     buat perangkat pembelajaran ini! Perhatikan komponen-komponen pokok yang
     harus terdapat di dalam silabus, RPP, dan LKS. Dengan tersusunnya perangkat
     pembelajaran ini, Anda dapat meminta masukan atau saran kepada teman
     sejawat dan atau kepada dosen yang bersangkutan. Selanjutnya, Anda dapat
     mengujicobakannya di kelas yang menjadi tanggung jawab Anda. Selamat
     bekerja, semoga Anda sukses!




68    BERMUTU                               BAB II STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN

				
DOCUMENT INFO
Shared By:
Categories:
Tags:
Stats:
views:0
posted:8/10/2013
language:Indonesian
pages:60
About cpm-basistik.blogspot.com, paraliga-basistik.blogspot.com, blogger-template-basistik.blogspot.com, softpedia-basistik.blogspot.com, tagged-basistik.blogspot.com,free-pdf-doc-xls-ppt.blogspot.com