BIOLOGI SMA/MA
Kelas XI Semester I
Struktur dan Fungsi Jaringan Tumbuhan
Mengamati Cara Mengembangbiakkan Tanaman dengan Teknik Kultur Jaringan
Tumbuhan merupakan organisme multiseluler yang terdiri atas banyak sel. Sel-sel tumbuhan yang memiliki bentuk, susunan, dan fungsi yang sama akan membentuk suatu jaringan tumbuhan tertentu. Beberapa jenis jaringan yang berbeda akan membentuk suatu organ, misalnya akar, batang, daun, bunga, buah, dan biji. Beberapa organ tumbuhan dimanfaatkan untuk perkembangbiakan tumbuhan. Perkembangbiakan tumbuhan secara generatif pada umumnya menggunakan tumbuhan biji, sedangkan perkembangbiakan tumbuhan secara vegetatif dapat menggunakan batang, umbi, serta tunas pada akar dan daun.
Kemajuan di bidang bioteknologi saat ini, memungkinkan perkembangbiakan tanaman menggunakan metode kultur jaringan yang memanfaatkan sifat totipotensi tumbuhan. Prinsip kultur jaringan adalah menumbuhkan jaringan dari sel-sel hidup pada medium khusus secara in vitro. Hasil yang didapatkan dengan metode kultur jaringan lebih banyak dan hanya memerlukan waktu yang singkat. Jaringan yang akan dikultur biasanya diambil dari jaringan muda yang berasal dari akar, batang, maupun daun. Mengapa kultur jaringan menggunakan jaringan yang masih muda? Jenis jenis jaringan apakah yang terdapat pada akar, batang, dan daun? Pada bab ini, kita akan membahas jenis-jenis jaringan meristem dan permanen (dewasa) pada tumbuhan, organ vegetatif (akar, batang, dan daun) pada tumbuhan, organ generatif (bunga, buah, dan biji) pada tumbuhan, perbedaan anatomi antara tumbuhan monokotil dengan dikotil, serta sifat totipotensi dan kultur jaringan.
1. Jenis Jaringan pada Tumbuhan
Jaringan adalah sekumpulan satu atau lebih jenis sel yang memiliki fungsi dan sifat yang sama. Jadi, sel-sel tumbuhan yang memiliki fungsi dan tujuan yang sama akan berkumpul membentuk jaringan tumbuhan tertentu. Berdasarkan aktivitas pembelahan sel yang terjadi selama masa pertumbuhan dan perkembangan, jenis jaringan tumbuhan dapat dikelompokkan menjadi dua macam, yaitu jaringan meristem (jaringan embrional) dan jaringan permanen (jaringan dewasa).
A. Jaringan Meristem (Jaringan Embrional)
Jaringan meristem atau jaringan embrional adalah jaringan yang sel-selnya aktif membelah diri secara mitosis. Kemampuan jaringan meristem bermitosis secara terus-menerus menyebabkan terus bertambahnya sel-sel baru sehingga tumbuhan mengalami pertambahan tinggi dan volume.
Jaringan meristem memiliki sifat-sifat sebagai berikut.
• Tersusun dari sel-sel muda yang aktif membelah dalam fase pertumbuhan dan perkembangan
• Tidak memiliki ruang antarsel (susunan sel rapat).
• Sel-sel berbentuk bulat, lonjong, poligonal, kuboid atau prismatik, dan memiliki dinding sel yang tipis. Namun, sel-sel tertentu pada meristem apikal mempunyai dinding sel yang tebal. Sel-sel kambium pembuluh juga memiliki dinding radial yang sangat tebal pada periode tertentu.
• Sel mengandung banyak protoplasma. Biasanya, protoplasma tidak mengandung bahan makanan cadangan dan kristal. Plastida masih berbentuk proplastida. Namun, protoplasma felogen dapat mengandung seluruh bahan tersebut.
• Sel memiliki satu atau dua inti sel (nukleus) yang besar. Vakuola sel sangat kecil atau tidak ada sama sekali.
Jaringan meristem dapat dikelompokkan berdasarkan posisinya pada tubuh tumbuhan, asal-usulnya, jaringan yang dihasilkannya. strukturnya, taraf perkembangannya, dan fungsinya. Berdasarkan asal terbentuknya, jaringan meristem dikelompokkan menjadi dua macam, yaitu jaringan meristem primer dan meristem sekunder.
1. Meristem Primer
Meristem primer adalah jaringan meristem pada tumbuhan dewasa yang sel-selnya masih aktif membelah. Pada umumnya, terdapat di ujung batang (pucuk) dan ujung akar. Meristem primer menyebabkan pertumbuhan primer, yaitu pertumbuhan vertikal yang mengakibatkan perpanjangan batang dan akar. Meristem ini berasal dari sel-sel inisial yang disebut promeristem. Promeristem adalah jaringan meristem yang sudah ada ketika tumbuhan masih berada dalam fase embrio. Berdasarkan teori yang dikemukakan oleh Haberlandt, promeristem akan berkembang menjadi protoderm, prokambium, dan meristem dasar. Selanjutnya, protoderm akan berdiferensiasi menjadi jaringan epidermis, prokambium akan berdiferensiasi menjadi sistem jaringan pengangkut, sedangkan meristem dasar akan berkembang menjadi parenkim (jaringan dasar).
2. Meristem Sekunder
Meristem sekunder berasal dari sel-sel dewasa yang berubah sifatnya menjadi sel-sel meristematik. Sel-sel meristem sekunder berbentuk pipih atau prisma dan memiliki vakuola yang besar di bagian tengahnya. Contohnya adalah kambium dan kambium gabus (felogen). Kambium merupakan lapisan sel-sel yang aktif membelah di antara pembuluh angkut xilem dan floem. Kambium disebut juga dengan kambium pembuluh (kambium vaskuler). Kambium dapat ditemukan di dalam batang maupun akar tumbuhan dikotil (Dicotyledoneae), Gymnospermae, dan beberapa tumbuhan monokotil (misalnya, Agave, Aloe, Yucca sp., dan Dracaena sp). Kambium menyebabkan pertumbuhan sekunder sehingga batang menjadi bertambah besar. Aktivitas kambium ke arah dalam membentuk pembuluh kayu (xilem). sedangkan ke arah luar membentuk pembuluh tapis (floem). Pada fase pertumbuhan, aktivitas kambium ke arah dalam lebih banyak dibandingkan dengan aktivitas kambium ke arah luar sehingga kayu pada batang atau akar menjadi lebih tebal daripada kulitnya.
Kambium gabus (felogen) adalah jaringan kambium yang membentuk lapisan pelindung periderm (gabus). Kambium gabus terletak di bawah epidermis batang dan akar yang sudah tua. Aktivitas kambium gabus (felogen) ke arah luar akan membentuk felem (lapisan gabus), sedangkan ke arah dalam akan membentuk feloderm (korteks sekunder). Lapisan gabus sangat sulit atau tidak dapat ditembus oleh air. Pada umumnya sel-sel gabus merupakan sel mati. Sementara itu, feloderm terdiri atas sel-sel hidup.
Berdasarkan posisinya pada tubuh tumbuhan, jaringan meristem dapat dibedakan menjadi tiga macam, yaitu meristem apikal, meristem interkaler, dan meristem lateral.
a. Meristem apikal (meristem ujung)
Meristem apikal terdapat di ujung batang (pucuk) utama, ujung batang (pucuk) lateral, dan ujung akar. Meristem apikal menyebabkan pemanjangan batang dan akar yang disebut pertumbuhan primer. Semua jaringan yang terbentuk dari meristem apikal disebut jaringan primer. Proses pemanjangan meristem apikal akan menghasilkan daun, bunga, dan tunas apikal (tunas ujung) yang akan berkembang menjadi cabang samping. Meristem apikal akan tampak melebar sebelum pembentukan daun, kemudian akan menyempit kembali sesudah terbentuknya primordium daun. Proses ini akan berulang kembali dengan adanya inisiasi dari setiap daun atau pasangan daun.
Menurut Schmidt, terdapat dua bagian penting pada daerah ujung batang, yaitu korpus dan tunika. Korpus merupakan bagian pusat dari titik tumbuh, dengan area yang luas, tersusun dari sel-sel yang relatif besar, serta mampu membelah secara tidak beraturan ke segala arah dan membentuk seluruh jaringan selain epidermis, Tunika merupakan bagian paling luar dari titik tumbuh, terdiri atas satu atau beberapa lapis sel yang tersusun dari sel-sel berukuran relatif lebih kecil dan mengalami pembelahan ke arah lateral atau ke samping. Sel-sel tunika akan berdiferensiasi menjadi epidermis.
Sementara itu, Hanstein membagi ujung akar menjadi tiga daerah, yaitu dermatogen yang akan berkembang menjadi epidermis, periblem yang akan berkembang menjadi korteks, dan plerom yang akan berkembang menjadi stele.
b. Meristem interkaler atau aksilar (meristem antara)
Meristem interkaler terdapat di antara jaringan dewasa atau jaringan yang sudah berdiferensiasi. Contohnya, meristem pada pangkal ruas tumbuhan golongan rumput-rumputan (Poaceae), beberapa anggota spesies dari Caryophyllaceae dan Polygonaceae, serta Equisetum sp. Meristem interkaler merupakan daerah meristematis karena terputus dari daerah meristematis yang terisolasi di subapikal batang, kemudian berkembang menuju pangkal (basipetal). Sel-selnya membelah untuk membentuk rangkaian sel yang sejajar sehingga disebut meristem rusuk. Meristem interkaler menyebabkan pemanjangan ruas batang dan menyebabkan terbentuknya bunga. Jaringan yang terbentuk oleh meristem interkaler termasuk jaringan primer.
Miltenyi menyatakan bahwa meristem interkaler batang rumput tidak memiliki kedudukan yang tetap, melainkan berubah ubah bersamaan dengan memanjangnya ruas. Pada awalnya, aktivitas meristem interkaler terjadi di seluruh bagian ruas, tetapi setelah perkembangan lakuna (interupsi di dalam jaringan pembuluh silinder tengah), aktivitas ini menjadi terbatas pada jaringan dasar perifer di daerah sendi. Aktivitas meristematis sendi dapat tetap aktif meskipun batang sudah menjadi dewasa.
c. Meristem lateral (meristem samping)
Meristem lateral terletak memanjang sejajar permukaan batang atau akar, contohnya kambium pembuluh (kambium vaskuler) dan kambium gabus (felogen). Meristem lateral menyebabkan terjadinya pertumbuhan sekunder pada batang maupun akar sehingga batang dan akar tersebut akan membesar. Aktivitas meristem lateral akan membentuk jaringan sekunder. Kambium pembuluh berperan dalam penebalan batang dan akar, sedangkan kambium gabus berperan membentuk lapisan pelindung periderm (gabus). Penebalan kayu pada batang akibat aktivitas kambium pembuluh menyebabkan epidermis pecah. Jaringan pelindung (lapisan gabus) kemudian mengambil alih fungsi epidermis. Gabus tersusun dari sel-sel mati berbentuk pipih tanpa ruang antarsel.
Sel-sel tersebut dibatasi oleh lapisan bahan berlemak yang disebut suberin. Pada batang, gabus muncul pada sel-sel korteks terluar, sedangkan pada akar umumnya gabus dibentuk di dalam perisikel. Pada jaringan gabus terdapat sekumpulan sel-sel yang memiliki ruang antarsel yang disebut lentisel. Lentisel berfungsi sebagai jalur pertukaran udara atau oksigen untuk kebutuhan jaringan hidup yang terletak di dalamnya.
B. Jaringan Permanen (Jaringan Dewasa)
Jaringan permanen adalah jaringan yang berasal dari pembelahan sel-sel meristem primer maupun sekunder, yang telah berdiferensiasi atau mengalami perubahan bentuk sesuai dengan fungsinya. Jadi, jaringan permanen bersifat nonmeristematik atau tidak aktif membelah, tidak tumbuh, dan tidak berkembang lagi.
Jaringan permanen mempunyai ciri-ciri sebagai berikut.
•Tidak melakukan aktivitas perbanyakan diri.
•Sel-sel berukuran relatif besar dibandingkan dengan sel-sel meristem.
•Sel memiliki vakuola yang besar sehingga mengandung sedikit plasma sel.
•Sel telah mengalami penebalan pada dindingnya sesuai dengan fungsinya.
•Terkadang sel-selnya telah mati.
•Terdapat ruang antarsel.
Berdasarkan jumlah tipe sel penyusunnya, jaringan permanen dapat dibedakan menjadi dua macam, yaitu jaringan sederhana dan jaringan kompleks. Jaringan sederhana merupakan jaringan homogen yang terdiri atas satu tipe sel, contohnya parenkim, kolenkim, dan sklerenkim. Jaringan kompleks merupakan jaringan heterogen yang terdiri atas dua tipe sel atau lebih. contohnya xilem, floem, dan epidermis.
Berdasarkan fungsinya, jaringan dewasa dibedakan menjadi empat macam, yaitu jaringan pelindung (epidermis), jaringan dasar (parenkim), jaringan penyokong, dan jaringan pengangkut (vaskuler).
1. Jaringan Pelindung (Epidermis)
Jaringan epidermis adalah jaringan yang tersusun dari lapisan sel-sel yang menutupi permukaan organ tumbuhan seperti akar, batang, daun, bunga, buah, dan biji. Jaringan epidermis disebut sebagai jaringan pelindung karena berfungsi melindungi bagian dalam tumbuhan dari segala pengaruh luar yang merugikan, misalnya perubahan suhu, kerusakan mekanik, hilangnya air melalui penguapan, dan hilangnya zat-zat makanan. Jaringan epidermis memiliki ciri-ciri sebagai berikut.
•Umumnya, terdiri atas satu lapis sel. Namun, pada beberapa jenis tumbuhan, epidermis terdiri atas beberapa sel karena sel sel protoderm membelah beberapa kali secara periklin (sejajar permukaan). Contohnya adalah sel-sel epidermis velamen pada akar anggrek.
•Memiliki sel-sel yang tersusun rapat tanpa ruang antarsel.
•Bentuk sel bervariasi, contohnya berbentuk tubular pada helaian daun Dicotyledoneae, bentuk memanjang pada sel epidermis helaian daun Monocotyledoneae, dan berbentuk heksagonal pada helaian daun Aloe cristata.
•Sel-sel memiliki banyak vakuola dan protoplas yang dapat menyimpan berbagai hasil metabolisme.
•Ketebalan dinding sel epidermis berbeda-beda. Pada biji dan daun tumbuhan konifer, terdapat dinding sel yang sangat tebal.
•Dinding sel epidermis ada yang mengandung lignin, kutikula dan pektin. Pada tumbuhan yang hidup di habitat kering, dinding sel epidermis memiliki kutikula yang tebal. Di permukaan kutikula, terdapat endapan lilin sehingga menyebabkan daun dan buah kelihatan mengilap. Lapisan lilin sangat penting untuk menjaga kelembapan permukaan organ.
Sel-sel inisial epidermis sebagian dapat berkembang dan bermodifikasi menjadi alat-alat tambahan lain yang disebut derivat epidermis, seperti stomata (mulut daun), trikoma (rambut rambut), emergensia, spina (duri), sel kipas, sel kersik (silika), velamen, dan litokis.
a. Stomata (mulut daun)
Stomata (tunggal = stoma) terdapat pada epidermis organ tumbuhan yang berwarna hijau. Stomata adalah celah atau lubang (pori) yang diapit oleh sepasang sel penjaga (penutup). Sel penjaga biasanya berbentuk ginjal pada tumbuhan dikotil atau berbentuk halter pada tumbuhan monokotil. Sel penjaga dapat terletak sama tinggi, lebih rendah, atau lebih tinggi (menonjol) terhadap permukaan epidermis. Sel penjaga dikelilingi oleh sel-sel tetangga. Sel-sel tetangga memiliki bentuk yang sama (homogen), tetapi berbeda dengan sel epidermis lain. Sel tetangga berperan sebagai sensor perubahan osmosis yang akan menyebabkan sel penjaga bergerak mengatur lebar celah stomata.
Pada umumnya, stomata lebih banyak terdapat pada epidermis bawah daun daripada epidermis atas daun. Bahkan, beberapa jenis tumbuhan tidak memiliki stomata di bagian atas daun. Pada tumbuhan Dicotyledoneae dengan susunan pertulangan daun seperti jala, stomata terletak tersebar tidak beraturan. Pada tumbuhan Monocotyledoneae dengan susunan pertulangan daun paralel, stomata tersusun dalam deret longitudinal.
Stomata berfungsi sebagai jalan masuk dan keluarnya CO, dan O, pada proses respirasi (pernapasan) maupun fotosintesis serta jalur penguapan air (transpirasi). Stomata akan terbuka pada siang hari dan menutup pada malam hari. Membuka dan menutupnya stomata disebabkan oleh perubahan tekanan turgor akibat penambahan dan pengurangan ion kalium (K) secara reversible oleh sel penjaga.
Mekanisme membuka dan menutupnya stomata dapat dijelaskan sebagai berikut.
•Stomata membuka ketika sel-sel penjaga secara aktif mengakumulasi ion kalium (K") dari sel-sel tetangga di sekitarnya. Akumulasi K akan menurunkan potensial air sel sehingga air masuk melalui osmosis dan sel penjaga membengkak (turgid).
•Stomata menutup ketika sel-sel penjaga mengeluarkan ion K'. Hal ini akan meningkatkan potensial air selnya dan menyebabkan sel penjaga kehilangan air melalui peristiwa osmosis sehingga sel penjaga menjadi lembek dan mengerut.
b. Trikoma (rambut-rambut)
Trikoma adalah rambut-rambut dari epidermis yang terdiri atas sel tunggal atau banyak sel. Trikoma terdapat pada hampir seluruh organ tumbuhan, misalnya akar, batang, daun, bunga, buah, dan biji. Fungsi trikoma bagi tumbuhan adalah mengurangi penguapan, meneruskan rangsangan, mengurangi gangguan dari hewan herbivora, membantu penyebaran biji, membantu penyerbukan bunga, membantu perkecambahan biji, membantu perambatan bagi tumbuhan yang merambat, serta membantu penyerapan air dan garam-garam mineral dari dalam tanah. Berkas pembuluhl
Berdasarkan ada tidaknya fungsi sekresi, trikoma dibedakan menjadi dua macam, yaitu trikoma nonglanduler (tidak menghasilkan sekret) dan trikoma glanduler (menghasilkan sekret).
Trikoma nonglanduler dapat berupa sebagai berikut.
(1) Rambut bersel satu atau banyak sel dan berbentuk tidak pipih. Contohnya, pada daun avokad (Lauraceae) dan murbei (Moraceae).
(2) Rambut sisik berbentuk pipih dan bersel banyak, contohnya pada daun durian (Durio zibethinus).
(3) Rambut bercabang dan bersel banyak, contohnya pada daun waru (Hibiscus tiliaceus.).
(4) Rambut akar yang merupakan pemanjangan sel epidermis yang tegak lurus dengan permukaan akar.
Trikoma glanduler, dapat berupa sebagai berikut.
(1) Trikom hidatoda terdiri atas sel tangkai dan sel kepala berbentuk lonjong yang mengeluarkan larutan encer asam organik dan anorganik. Contohnya adalah hidatoda pada daun muda dan batang Cicer arietinum.
(2) Trikoma sekresi garam berbentuk rambut seperti gelembung dan terdiri atas sebuah sel kelenjar yang besar di ujung tangkai yang menyempit. Garam disekresikan oleh sitoplasma ke dalam vakuola besar, sel sekresi menjadi kering sejalan dengan umur daun sehingga garamnya tertinggal di permukaan daun. Contohnya pada tumbuhan Limonium sp., Tamarix sp., dan Avicennia sp.
(3) Trikom sekresi nektar (kelenjar madu) berbentuk rambut bersel satu atau lebih dengan plasma yang kental dan mengeluarkan madu ke permukaan sel, contohnya pada kelopak bunga Abutilon sp., Lonicera japonica, dan Tropaeolum majus.
(4) Rambut sengat terdiri atas sel tunggal yang panjang dengan pangkal berbentuk kantong dengan ujung runcing berisi zat beracun penyebab rasa pedih. Contoh rambut sengat terdapat pada tumbuhan Urtica ferox.
c. Emergensia
Emergensia adalah tonjolan pada permukaan organ yang terbentuk dari jaringan epidermis dan jaringan di bawah epidermis atau subepidermis (sel-sel yang terdapat di daerah korteks). Contohnya adalah duri tempel pada batang mawar (Rosa sp.), tonjolan pada buah kecubung (Datura metel), dan rambut-rambut pada buah rambutan (Nephelium lappaceum).
d. Spina (duri)
Spina atau duri adalah tonjolan pada permukaan epidermis batang yang terbentuk dari jaringan stele (silinder pusat) di bawah korteks, contohnya duri pada batang tumbuhan bunga kertas (Bougainvillea spectabilis).
e. Sel kipas
Sel kipas (bulliform cell atau motor cell) merupakan alat tambahan pada epidermis daun bagian atas, tersusun dari beberapa sel berdinding tipis, memiliki vakuola yang besar, tidak mengandung kloroplas, dan bentuk sel seperti kipas dengan ukuran yang lebih besar dibandingkan dengan sel-sel epidermis di sekitarnya. Dinding sel terdiri atas selulosa dan pektin dengan bagian paling luar diselubungi oleh kutikula. Plasma sel berupa selaput yang melekat pada dinding sel dan berfungsi menyimpan air.
Sel kipas berfungsi untuk menyimpan air dan mengurangi penguapan. Ketika udara panas, air di dalam sel kipas akan menguap dan sel kipas akan mengerut sehingga luas permukaan atas daun menjadi lebih kecil dari luas permukaan bawah daun. Hal tersebut menyebabkan daun menggulung sehingga laju penguapan berkurang. Sel kipas terdapat pada tumbuhan famili Poaceae, contohnya Bambusa vulgaris (bambu) dan Poa pratensis serta famili Cyperaceae, contohnya Cyperus rotundus (rumput teki).
f. Sel kersik (silika)
Sel kersik adalah bagian sel epidermis yang berbentuk bulat. elips, halter atau pelana, dan berisi kristal kersik (SiO2). Adanya sel kersik pada tumbuhan menyebabkan permukaan batang pada tumbuhan tersebut menjadi keras. Kandungan silika pada sel muda rendah, tetapi akan terjadi akumulasi silika pada sel seiring pertambahan usia sel. Sel kersik berfungsi untuk memperkuat batang. Sel kersik terdapat pada tumbuhan famili Cyperaceae. Equisetacene, dan Poaceae, misalnya tebu (Saccharum officinarum).
g. Velamen
Velamen tersusun dari sel-sel mati yang terdapat di bagian dalam epidermis akar gantung (akar udara) pada tumbuhan epifit (tumbuhan yang menempel pada benda/tumbuhan lain). Velamen berfungsi untuk menimbun air yang diperolehnya dan mengikat oksigen. Velamen terdapat pada tumbuhan famili Orchidaceae (anggrek) sehingga anggrek dapat hidup memanfaatkan embun dan udara lembap. Velamen beserta epidermisnya disebut sebagai epidermis ganda.
h. Litokis
Litokis adalah sel epidermis yang dindingnya mengalami penebalan dan mengandung sistolit. Litokis menyerupai bangunan sarang lebah yang tersusun dari tangkai selulosa dengan deposisi atau endapan kristal kalsium karbonat (CaCO2). Sel litokis berukuran lebih besar daripada sel-sel epidermis di sekitarnya. Sel tersebut terdapat pada permukaan bawah atau atas daun tumbuhan Acanthaceae, Moraceae (Ficus elastica), Urticaceae, dan Cucurbitaceae.
0 Comments