Tumbuhan berpembuluh dan sistem pengeluaran pada tumbuhan

TUMBUHAN BERPEMBULUH DAN SISTEM PENGELUARAN PADA TUMBUHAN

BAB I

PENDAHULUAN

A.    Latar Belakang

Keanekaragaman tumbuhan adalah perbedaan antara dua atau lebih tumbuhan yang berbeda jenisnya. Keanekaragaman ini tumbuhan dapat didasarkan pada adanya persamaan serta perbedaan cirri yang dimilikinya. Serta berbagai macam transportasi pada tumbuhan yang di bedakan menjadi beberapa cara.

B.     Perumusan Masalah

Berdasarkan pada latar belakang maslah diatas, maka permasalahan dalam makalah ini dapat dirumuskan sebagai berikut : “ Bagaimana tumbuhan berpembuluh dan sistem pengeluaran pada tumbuhan” ?

C.    Tujuan Penulisan

Dari perumusan masalah diatas maka tujuan dari makalah ini adalah “ Untuk mengetahui bagaimana ” tumbuhan berpembuluh dan sistem pengeluaran pada tumbuhan”

BAB II

PEMBAHASAN

1.      TUMBUHAN BERPEMBULUH

            Tumbuhan berpembuluh merupakan tumbuhan yang lebih sempurna daripada tumbuhan tidak berpembuluh karena telah memiliki akar, batang, dan daun. Selain itu, juga telah memiliki pembuluh yang merupakan jaringan pengangkut. Jaringan pengangkut berupa dua pembuluh, yaitu pembuluh xilem dan pembuluh floem. Xilem berfungsi untuk menghantarkan air dan mineral dari akar ke daun, terdiri atas sel-sel mati. Floem mengangkut zat-zat makanan hasil fotosintesis ke seluruh tubuh, terdiri atas sel-sel hidup.

Susunan tubuh tumbuhan berpembuluh lebih kompleks dibanding dengan tumbuhan tak berpembuluh. Sebagian besar tubuh tumbuhan vaskuler berdiferensiasi menjadi sistem akar di bawah permukaan tanah yang menyerap air dan mineral, dan sistem tunas (batang dan daun) di atas permukaan tanah tempat terjadinya fotosintesis. Dinding sel mengandung lignin, suatu bahan keras yang terdapat dalam selulosa, berfungsi memberi sokongan mekanis. Sel-sel pembuluh kayu memiliki dinding berlignin. Dengan demikian, selain sebagai pembuluh angkut, xilem juga berfungsi sebagai penyokong. Tumbuhan vaskuler diawali oleh tumbuhan vaskuler tak berbiji.

Tumbuhan berpembuluh ini terdiri atas dua kelompok, yaitu tumbuhan paku (Pteridophyta) dan tumbuhan biji (Spermatophyta). Tumbuhan biji dibagi lagi menjadi tumbuhan berbiji terbuka (gymnospermae) dan tumbuhan berbiji tertutup (angiospermae).

Dalam siklus hidup tumbuhan vaskuler tak berbiji terdapat generasi sporofit (2n) yang merupakan tumbuhan besar dan kompleks, sedangkan gametofit hanya berupa tumbuhan yang tumbuh di bawah permukaan tanah. Tumbuhan ini memiliki sperma yang berflagel, untuk sampai ke sel telur harus melalui lapisan berair. Oleh karena itu, tumbuhan vaskuler tak berbiji lebih umum ditemukan di habitat yang relatif lembap. Untuk lebih jelasnya kita pelajari siklus hidup tumbuhan pakis (paku) pada Gambar 7.6. Spora (n) keluar dari sporangium (1) , tumbuh menjadi gametofit (n) yang disebut protalium (2). Pada permukaan protalium terdapat anteridium dan arkegonium (3), terjadi fertilisasi dalam arkegonium yang menghasilkan zigot (4), terjadi mitosis dan tumbuh menjadi sporofit (5). Sporofit dewasa (2n) memiliki daun yang permukaan bawahnya berbintik-bintik disebut sorus (6) yaitu kumpulan sporangium. Di dalam sporangium terjadi pembelahan meiosis, terbentuk spora (n). Spora keluar dari sporangium (7). Apa perbedaan antara sporofit lumut dengan sporofit paku?

Pada Gambar 7.6, sporofit menghasilkan satu jenis spora saja, masingmasing spora berkembang menjadi gametofit biseksual yang memiliki dua organ kelamin, yaitu anteridium dan arkegonium. Tumbuhan yang menghasilkan satu jenis spora disebut tumbuhan homospora, sebaliknya tumbuhan heterospora menghasilkan dua jenis spora, yaitu megaspora dan mikrospora. Megaspora berkembang menjadi gametofit betina dengan arkegonium; sedangkan mikrospora berkembang menjadi gametofit jantan dengan anteridium. Di antara tumbuhan paku, satu-satunya yang heterospora adalah paku air. Berikut ini bagan homospora dan heterospora.

Tumbuhan vaskuler tak berbiji mendominasi pemandangan hutan selama masa Karbon, yang dimulai sekitar 360 juta tahun yang lalu. Ada tiga divisi tumbuhan vaskuler tak berbiji yang masih hidup saat ini, yaitu paku kawat, ekor kuda, dan paku sejati.

Paku Kawat

Banyak spesies paku kawat yang merupakan epifit pada pohon di daerah tropis, spesies lainnya tumbuh dekat tanah di dasar hutan, di daerah iklim sedang, meliputi daerah timur laut Amerika Serikat. Pada Gambar 7.8 tampak sporofit yang merupakan generasi diploid (2n). Tumbuhan kecil ini memiliki rizoma (batang dalam tanah) yang tumbuh horizontal, dan akan menjadi akar dan batang vertikal dan mengandung daun sejati yang memiliki jaringan pembuluh. Sporangia terletak pada daun khusus untuk reproduksi yang disebut sporofil.

Pada beberapa spesies, sporofil berkumpul pada ujung cabang membentuk struktur berbentuk gada, disebut strobili. Spora yang keluar dari sporangia akan tumbuh menjadi gametofit haploid yang tidak mudah terlihat, dapat hidup dalam tanah selama 10 tahun. Gametofit kecil itu tidak

berfotosintesis, makanan diperoleh dari fungi simbiotik. Pada spesies homospora setiap gametofit membentuk arkegonia dengan sel telur dan anteridia dengan sperma berflagela. Paku kawat heterospora membentuk gametofit jantan dan betina yang terpisah. Nama umum untuk paku kawat adalah lumut gada sesuai dengan bentuk strobilus yang menyerupai gada.

Paku Ekor Kuda

Divisi tumbuhan ini yang masih bertahan sampai saat ini hanya 15 spesies dari genus tunggal yang disebut ekor kuda (Equisetum debile), ditemukan di bumi belahan utara. Pada Gambar 7.9 tampak sporofit, pada ujung beberapa batang terdapat struktur mirip kerucut, yang mengandung sporangia. Pembelahan meiosis terjadi dalam sporangia, dan spora haploid dilepas, kemudian berkembang menjadi gametofit biseksual yang memiliki panjang beberapa milimeter. Apakah ekor kuda termasuk homospora atau heterospora?

Equisetum memiliki rizoma di bawah tanah tempat batang vertikal akan muncul. Batang lurus berlubang memiliki ruas-ruas, dan pada ruas tersebut akan tumbuh daun atau batang kecil. Epidermis mengandung silika, yang menyebabkan tumbuhan tersebut mempunyai tekstur berpasir. Dahulu orang menggunakan batang ekor kuda sebagai alat penggosok.

Paku Sejati

Dari semua tumbuhan vaskuler tak berbiji, paku sejati adalah tumbuhan yang paling beraneka ragam. Paku merupakan tumbuhan lapisan bawah di hutan-hutan tropis dan subtropis, mulai dari dataran rendah sampai ke lerenglereng gunung, bahkan ada yang hidup di air. Tumbuhan paku telah memiliki jaringan pembuluh yang terbentang dari akar, batang, sampai ke daun. Untuk mempelajari struktur tumbuhan paku, lakukan kegiatan berikut.

Akar tumbuh dari pangkal batang membentuk akar serabut, pada ujung akar terdapat tudung akar (kaliptra). Batang umumnya tumbuh di dalam tanah disebut rizoma (rimpang). Beberapa tumbuhan paku memiliki batang yang muncul di atas tanah, misalnya paku tiang (Alsophyla). Sebagian besar paku memiliki daun majemuk, bertulang daun yang bercabang-cabang, bertangkai panjang, memiliki mesofil dan stomata. Daun paku tumbuh seiring membukanya gulungan ujungnya yang melingkar seperti kepala biola. Beberapa daun paku merupakan sporofil yang mengandung sporangia pada permukaan bawahnya. Sporangia pada banyak paku tersusun dalam kelompok yang disebut sorus (jamak: sori) yang dilengkapi dengan alat yang menyerupai pegas, dapat melemparkan spora beberapa meter jauhnya. Jika sebuah sorus kita potong melintang, akan tampak bagian-bagian seperti tampak pada Gambar 7.10.

Kotak spora menghasilkan sel-sel induk spora yang kemudian membelah secara meiosis membentuk spora yang merupakan awal dari fase gametofit. Seperti tumbuhan lumut, paku pun mengalami pergantian turunan dalam siklus hidupnya. Pada awal pembahasan tumbuhan vaskuler tak berbiji telah dibahas tentang siklus hidup paku, lihat Gambar 7.6 serta penjelasannya. Berdasarkan gambar tersebut, apakah paku yang digambarkan itu homospora atau heterospora? Buatlah skema pergiliran turunan dalam siklus hidup paku homospora.

Salah satu contoh paku heterospora adalah selaginella, hidup di air. Paku ini mempunyai dua macam spora, yaitu mikrospora yang kecil berkelamin jantan dan makrospora yang besar berkelamin betina. Sporangium terletak di ujung cabang, dilindungi oleh daun-daun spora, disebut strobilus (jamak strobili). Pelajari siklus hidup selaginella pada Gambar 7.11.

Buatlah penjelasan siklus hidup selaginella berdasarkan Gambar 7.11, mulai dari fase 1 sampai dengan fase 13, pelajari skema berikut.

Tumbuhan paku yang paling sederhana adalah Psilotum. Tumbuhan ini memiliki jaringan angkut yang primitif dan penyerap makanannya masih berupa rizoid. Batang dan daun masih sederhana, seperti tampak pada Gambar 7.13.

Tumbuhan paku yang paling modern memiliki struktur tubuh yang lebih kompleks, menyerupai tumbuhan biji. Secara umum, daunnya lebih lebar dan tulang daun bercabang. Paku ini banyak jenisnya, di antaranya dapat dilihat pada Gambar 7.14.

Diperkirakan tumbuhan paku adalah salah satu tanaman tertua. Tanaman ini pernah merajai bumi terutama pada periode karbon sehingga zaman itu disebut Zaman Paku. Pada waktu itu tumbuhan paku umumnya berupa pohon-pohonan berukuran raksasa dan membentuk hutan. Runtuhan tumbuhan paku tertimbun dalam air berawa di hutan-hutan sampai beberapa meter tebalnya, kemudian mengendap membentuk sedimen. Sekarang sisanya dapat kita gali sebagai batu bara. Banyak manfaat tumbuhan paku dalam kehidupan manusia, antara lain sebagai tanaman hias, untuk karangan bunga, bahan obat, pupuk hijau (Azolla pinnata bersimbiosis dengan Anabaena azollae yang dapat mengikat nitrogen bebas dari udara), bahan bangunan, dan alat penggosok.

2.      SISTEM PENGELUARAN PADA TUMBUHAN

TRANSPORTASI PADA TUMBUHAN

Transportasi tumbuhan adalah proses pengambilan dan pengeluaran zat-zat ke seluruh bagian tubuh tumbuhan. Pada tumbuhan tingkat rendah (misal ganggang) penyerapan air dan zat hara yang terlarut di dalamnya dilakukan melalui seluruh bagian tubuh. Pada tumbuhan tingkat tinggi (misal spermatophyta) proses pengangkutan dilakukan pembuluh pengangkut yang terdiri dari xylem dan phloem.

Tumbuhan memperoleh bahan dari lingkungan untuk hidup berupa O₂, CO₂, air dan unsur hara. Kecuali gas O₂ dan CO₂  zat diserap dalam bentuk larutan ion. Mekanisme proses penyerapan dapat belangsung karena adanya proses imbibisi, difusi, osmosis dan transpor aktif.

Imbibisi : merupakan penyusupan atau peresapan air ke dalam ruangan antar dinding sel, sehingga dinding selnya akan mengembang.  Misal masuknya air pada biji saat berkecambah dan biji kacang yang direndam dalam air beberapa jam.

Diffusi : gerak menyebarnya molekul dari daerah konsentrasi tinggi (hipertonik) ke konsentrasi rendah (hipotonik). Misal pengambilan O₂ dan pengeluaran CO₂ saat pernafasan, penyebaran setetes tinta dalam air.

Osmosis : proses perpindahan air dari daerah yang berkonsentrasi rendah (hipotonik) ke daerah yang berkonsentrasi tinggi (hipertonik) melalui membran semipermiabel. Membran semipermiabel adalah selaput pemisah yang hanya bisa ditembus oleh air dan zat tertentu yang larut di dalamnya. Keadaan tegang yang timbul antara dinding sel dengan dinding isi sel karena menyerap air disebut turgor, sedang tekanan yang ditimbulkan disebut tekanan turgor. Untuk sel tumbuhan bersifat selektif semipermiabel. Setiap sel hidup merupakan sistem osmotik. Jika sel ditempatkan dalam larutan yang lebih pekat (hipertonik) terhadap cairan sel, air dalam sel akan terhisap keluar sehingga menyebabkan sel mengkerut. Peristiwa ini disebut plasmolisis.

Transpor aktif : pengangkutan lintas membran dengan menggunakan energi ATP, melibatkan pertukaran ion Na⁺ dan K⁺ (pompa ion) serta protein kontraspor yang akan mengangkut ion Na⁺ bersama melekul lain seperti asam amino dan gula. Arahnya dari daerah berkonsentrasi tinggi ke konsentrasi rendah. Misal perpindahan air dari korteks ke stele.  

Pengangkutan Zat Melalui Xylem       

Pengangkutan zat pada tumbuhan dibedakan menjadi :

1.  Pengangkutan vaskuler (intravaskuler) : pengangkutan melalui berkas pembuluh pengangkut.

2.  Pengangkutan ekstravaskuler : pengangkutan air dan garam mineral di luar berkas pembuluh pengangkut. Pengangkutan ini berjalan dari sel ke sel dan biasanya dengan arah horisontal. Di dalam akar pengangkutan ini melalui :

     bulu akar    epidermis    korteks    endodermis    xylem.

     Penganngkutan ekstravaskluler dibedakan :

-    transportasi/ lintasan apoplas : menyusupnya air tanah secara bebas atau transpor pasif melalui semua bagian tak hidup dari tumbuhan (dinding sel dan ruang antar sel)

-    transportasi/ lintasan simplas : bergeraknya air dan garam mineral melalui bagian hidup dari sel tumbuhan (sitoplasma dan vakoula).

Air dan garam mineral akan diangkut ke daun melalui pembuluh kayu (xylem). Komponen utama penyusun xylem adalah elemen pembuluh (trakea) dan trakeid.

Trakea dan trakeid merupakan sel-sel yang mati karena tidak mempunyai sitoplasma dan hanya mempunyai dinding sel.

Sel trakea terdiri atas tabung yang berdinding tabal dan membentuk suatu pembuluh.

Sel trakeid merupakan sel dasar penyusun xylem, yang terdiri dari sel memanjang dan berdinding keras karena mengandung lignin. Pada beberapa tempat dinding sel trakeid terdapat bagian-bagian yang tidak menebal yang disebut noktah.

Selain trakea dan trakeid xylem juga mengandung sel parenkim (parenkim kayu) yang merupakan sel hidup dan berfungsi untuk menyimpan bahan makanan. Xylem juga mengandung serabut kayu yang berfungsi sebagai penguat (penyokong)

Proses pengangkutan air dan zat zat terlarut hingga sampai ke daun pada tumbuhan dipengaruhi oleh :

-    daya kapilaritas : pembuluh xylem yang terdapat pada tumbuhan dianggap sebagai pipa kapiler. Air akan naik melalui pembuluh kayu sebagai akibat dari gaya adhesi antara dinding pembuluh kayu dengan molekul air.

-    daya tekan akar : tekanan akar pada setiap tumbuhan berbeda-beda. Besarnya tekanan akar dipengaruhi besar kecil dan tinggi rendahnya tumbuhan (0,7  -  2,0  atm). Bukti adanya tekanan akar adalah pada batang yang dipotong, maka air tampak menggenang dipermukaan tunggaknya.

-    daya hisap daun : disebabkan adanya penguapan (transpirasi) air dari daun yang besarnya berbanding lurus dengan luas bidang penguapan (intensitas penguapan).

-    pengaruh sel-sel yang hidup

Tumbuhan mengeluarkan cairan dari tubuhnya melalui 3 proses, yaitu  :

1.     Transpirasi : adalah terlepasnya air dalam bentuk uap air melalui stomata dan kutikula ke udara bebas (evaporasi). Transpirasi dipengaruhi oleh :

Faktor luar, meliputi :

-    kelembaban udara : semakin tinggi kelembaban udara maka transpirasi semakin lambat. Pada saat udara lembab transpirasi akan terganggu, sehingga tumbuhan akan melakukan gutasi

-    suhu udara : semakin tinggi suhu maka transpirasi semakin cepat.

-    intensitas cahaya : semakin banyak intensitas cahaya maka transpirasi semakin giat.

-    kecepatan angin : semakin kencang angin maka transpirasi semakin cepat.

-    kandungan air tanah

Faktor dalam, meliputi :

-    ukuran (luas) daun

-    tebal tipisnya daun

-    ada tidaknya lapisan lilin pada permukaan daun

-    jumlah stomata

-    jumlah bulu akar (trikoma)

Jadi semakin cepat laju transpirasi berarti semakin cepat pengangkutan air dan zat hara terlarut, demikian pula sebaliknya. Alat untuk mengukur besarnya laju transpirasi melalui daun disebut fotometer atau transpirometer.

2.     Gutasi : adalah pengeluaran air dalam bentuk tetes-tetes air melalui celah-celah tepi atau ujung tulang tepi daun yang disebut hidatoda/ gutatoda/ emisarium. Terjadi pada suhu rendah dan kelembaban tinggi sekitar pukul 04.00 sampai 06.00 pagi hari. Di alami pada tumbuhan famili Poaceae (padi, jagung, rumput, dll)

3.     Perdarahan : adalah pengeluaran air cairan dari tubuh tumbuhan berupa getah yang disebabkan karena luka atau hal-hal lain yang tidak wajar. Misalnya pada penyadapan pohon karet dan pohon aren.

Pengangkutan Melalui Phloem

Air dan zat terlarut yang diserap akar diangkut menuju daun akan dipergunakan sebagai bahan fotosintesis yang hasilnya berupa zat gula/ amilum/ pati. Pengangkutan hasil fotosintesis berupa larutan melalui phloem secara vaskuler ke seluruh bagian tubuh disebut translokasi.

Untuk membuktikan adanya pengangkutan hasil fotosintesis melewati phloem dapat dilihat dari pada proses pencangkokan. Batang yang telah kehilangan kulit (phloem) mengalami hambatan pengangkutan akibat terjadinya timbunan makanan yang dapat memacu munculnya akar apabila bagian batang yang terkelupas kulitnya tertutup tanah yang selalu basah.

Beberapa tumbuhan menyimpan hasil fotosintesis pada akarnya atau batangnya. Pada umumnya jaringan phloem tersusun oleh 4 komponen, yaitu :

-    buluh tapis

-    sel pengiring

-    parenkim phloem

-    serabut-serabut

BAB III

PENUTUP

A.    KESIMPULAN

Dari penjelasan di atas dapat kita simpulkan bahwa Tumbuhan berpembuluh merupakan tumbuhan yang lebih sempurna daripada tumbuhan tidak berpembuluh karena telah memiliki akar, batang, dan daun. Yang memiliki 2 pembuluh yaitu xylem dan  floem. Tumbuhan berpembuluh terbagi dua kelompok, yaitu tumbuhan paku (Pteridophyta) dan tumbuhan biji (Spermatophyta). Tumbuhan biji dibagi lagi menjadi tumbuhan berbiji terbuka (gymnospermae) dan tumbuhan berbiji tertutup (angiospermae).

            Transportasi tumbuhan adalah proses pengambilan dan pengeluaran zat-zat ke seluruh bagian tubuh tumbuhan. Pengangkutan zat pada tumbuhan dibedakan menjadi 2 yaitu: Pengangkutan vaskuler (intravaskuler) dan Pengangkutan ekstravaskuler.

Tumbuhan mengeluarkan cairan dari tubuhnya melalui 3 proses, yaitu: Transpirasi, Gutasi, Perdarahan.