Gametogenesis Tumbuhan

Mikrosporogenesis adalah proses pembentukan gamet jantan (sperma)

yang berlangsung pada bunga yaitu di dalam serbuk sari bagian dari kepala

sari (antenna) yang di dalamnya terdapat kantong serbuk sari atau

mikrosporangium. Proses mikrosporogenesis berlangsung sebagai berikut:

Sebuah sel induk mikrospora diploid (mikrosporosit) dalam antenna

membelah secara meiosis I dan menghasilkan sepasang sel haploid. Pada

meiosis II menghasilkan 4 mikrospora haploid (n) yang berkelompok membentuk

tetrad. Setiap mikrospora akan mengalami kariokinesis (pembelahan

inti), sehingga menghasilkan 2 inti yang haploid yaitu satu inti dinamakan

inti saluran serbuk sari dan satu inti generatif. Inti generatif membelah secara

mitosis tanpa disertai sitokinesis dan terbentuklah 2 inti sperma (n)

dan inti serbuk sari tidak membelah. Dengan demikian maka sebutir serbuk

sari yang telah masak mengandung 3 inti yang haploid, yaitu serbuk inti

saluran serbuk sari dan 2 buah inti sperma.

Megasporogenesis adalah proses pembentukan gamet betina (ovum) yang

berlangsung dalam bakal buah (ovarium) dan menghasilkan kandung

lembaga. Proses megasporogenesis berlangsung sebagai berikut.

Sebuah sel induk megaspora diploid (megasporosit) dalam ovarium

mengalami meiosis I dan menghasilkan 2 sel diploid. Selanjutnya mengalami

meiosis II menghasilkan 4 megaspora haploid yang letaknya berderet dan 3

megaspora mengalami degenerasi dan mati. Satu megaspora yang tersisa

mengalami pembelahan mitosis tiga kali berturut-turut tanpa diikuti

sitokinesis (pembelahan plasma) dan menjadi 8 inti megaspora (kandung

lembaga muda) yang haploid, kemudian 4 inti kelompok di kalaza (bagian

antara bakal biji dan tangkai biji) dan 4 inti berada di dekat mikrofil. Satu

inti dari masing-masing kelompok bergerak ke tengah dan menyatu

membentuk inti kandung lembaga sekunder (2n) sedangkan 3 inti yang

berada pada kalaza dinamakan inti antipoda dan 3 inti yang berada di

mikrofil berkembang menjadi 1 inti sel telur atau ovum (n) yang di tengah

dan 2 inti sinergid (n) yang di sampingnya maka pada kandung lembaga

yang masak terdapat:

1) 3 inti antipoda 3) 1 inti ovum (n)

2) 2 inti sinergid (n) 4) 1 inti kandung lembaga sekunder (2n).

Tumbuhan Berbiji (Spermatophyta)

Istilah Spermatophyta berasal dari bahasa Yunani, sperma berarti biji dan phyta berarti tumbuhan

1.   Ciri – ciri Umum

• Disebut tumbuhan berbiji karena menghasilkan biji, dan termasuk tumbuhan kormophyta(memiliki akar, batang, dan daun sejati), dan menghasilkan bunga  sehingga disebutAnthophyta.
• Memiliki plastida yang mengandung klorfil a dan b, sehingga bersifat autotrof.
• Termasuk sel eukariotik dan mempunyai dinding sel yang tersusun dari selulose, hemiselulose, lignin.
• Merupakan organisme bersel banyak (multiseluler)
• Memiliki berkas pengangkut, berupa xylem (mengangkut air dan mineral dari tanah) dan floem (mengangkat zat-zat makanan hasil fotosintesis dari daun ke seluruh tubuh).

2.    Perkembangbiakan  (reproduksi)

    Perkembangbiakan secara generatif/seksual dengan membentuk biji yang diawali dengan pembentukan gamet (gametogenesis), penyerbukan (polinasi), peleburan gamet jantan dan betina (fertilisasi) yang menghasilkan Misal, kemudian menjadi embrio. Perkembangan secara vegetatif/aseksual dengan organ-organ vegetatif (tunas, tunas adventif, rhizoma, stolon).

3.   Klasifikasi Spermatophyta

Tumbuhan Spermatophyta dibedakan menjadi 2 golongan (sub devisio), yaitu :

a.   Gymnospermae (Tumbuhan biji terbuka)

Disebut biji terbuka karena biji tidak tertutup oleh daging buah. Umumnya memiliki struktur daun tebal, banyak cabang, tudung daun membentuk konifer/kerucut. Belum memiliki bunga sesungguhnya. Reproduksi generatif  terjadi satu kali pembuahan (pembuahan tunggal) yang menghasilkan zygot. Waktu antara penyerbukan dan pembuahan berlangsung relatif lama.

Gymnospermae dibedakan menjadi beberapa kelompok , yaitu :

• Cycadophyta/Cycadales, batang tidak bercabang, daun-daun majemuk tersusun sebagai tajuk di pucuk pohon. Contoh : Cycas rumpii (pakis haji).
• Pinophyta/Coniferales, memiliki tudung daun berbentuk kerucut (konifer), alat reproduksi berupa strobilus (pada jantan maupun betina), daun berbentuk jarum.  Contoh : Aghatis alba (damar), Cupressus sp, Araucaria sp, Juniperus sp, Pinus merkusii
• Gnetophyta/Gnetales, batang memiliki banyak cabang, daun tunggal berhadapan, bunga berkelamin tunggal.Misal : Gnetum gnemon (mlinjo)
• Ginkophyta, pohon dengan tunas pendek, daun berbentuk pasak/kipas dan bertangkai daun. Merupakan tumbuhan asli di negara Tiongkok.

b.  Angiospermae (Tumbuhan biji tertutup)

Disebut biji tertutup karena biji terbungkus oleh daging buah. Memiliki alat reproduksi berupa bunga sempurna (benangsari, putik, bakal buah, bakal biji, mahkota, kelopak, dan tangkai). Reproduksi generatif mengalami dua kali pembuahan (pembuahan ganda) yang menghasilkan zygot (pembuahan inti generatif/sperma dengan ovum) dan endosperm (pembuahan inti generatif/sperma dengan kandung lembaga skunder).

Angiospermae dibedakan menjadi 2 kelas, yaitu :

    1)  Kelas Monokotiledonae (Biji berkeping satu)

Umumnya berupa tumbuhan herba semusim atau setahun, memiliki kotiledon tunggal/berkeping satu, batang tidak bercabang / bercabang sedikit dan tidak memiliki kambium, berkas pengangkut tersusun tidak teratur (tersebar), tipe kolateral tertutup, tulang daun melengkung/sejajar, memiliki akar serabut, Bunga memiliki bagian-bagian dengan kelipatan 3, bentuk bunga tidak beraturan, dan warna tidak mencolok.

Terdiri dari beberapa famili :

• Liliaceae, Misal : Lilium sp (lilia), Alium cepa (bawang besar), Alium sativum(bawang putih), Alium ascolonicum (bawang merah).
• Palmae (keluarga palem), Misal : Cocos nucifera (kelapa), Phoenix sp (kurma)
• Graminae (keluarga rumput-rumputan), Misal : Oryza sativa (padi), Zea mays(Jagung), rumput, bambu, dan sebagainya.
• Orchidaceae (keluarga anggrek), Misal : Cattleya sp, Dendrobium sp, Arundina sp, Epidendrum sp, Vanilia planifolia (vanili).

2)     Kelas Dikotiledonae (Biji berkeping dua)

Umumnya berupa tumbuhan menahun (berkayu), memiliki kotiledon ganda/berkeping dua, umumnya batang bercabang, memiliki kambium, berkas pengangkut tersusun secara teratur (bersebelahan), tipe kolateral terbuka,  tulang daun menjari/menyirip, memiliki akar tunggang, Bunga memiliki bagian-bagian dengan kelipatan 4 atau 5, bentuk bunga beraturan, dan umumnya memiliki warna mencolok

Terdiri dari beberapa familia, yaitu :

• Caryophyllaceae, Misal : Dianthus chinensis.
• Magnoliaceae, Misal : Magnolia grandiflora (cempaka putih).
• Rosaseae, Misal : Rosa hybrida ( bunga maqar)
• Leguminoceae, Misal : Leucena glauca (lamtoro), Parkia specinosa (petai),Tamarindus indica (asam).
• Malvaceae, Misal : Hibiscus rosa-sinensis (bunga sepatu), Glossipium obtusifolium (kapas).
• Umbelliferae, Misal : Centella asiatica (talas)
• Solanaceae, Misal : Solanum tuberosum (kentang), Orthosiphon grandiflorus(kumisal kucing).
• Compositae, Misal : Ageratum sp (babandotan), Helianthus annus (bunga matahari), Nicotiana tabaccum (tmebakau), Capsicum sp (cabe), Lycopersicum esculentum (tomat), dan sebagainya

4.  Reproduksi Angiospermae

Reproduksi pada tumbuhan angiospermae meliputi :

a.      Reproduksi Generatif

Dalam siklus hidupnya ada beberapa tahapan, antara lain :

• Gametogenesis, yaitu pembentukan gamet (sel kelamin).  Terjadi di bagian bunga.

• Penyerbukan (Polinasi), yaitu jatuhnya/melekatnya serbuk sari pada kepala putik (pada Angiospermae) atau melekatnya  serbuk sari pada bakal buah (Gymnospermae).

 Macam Penyerbukan :

1)     Berdasar asal serbuk sari

• Autogami (penyerbukan sendiri) yaitu bila serbuk sari berasal dari bunga yang sama (satu bunga). Bila bunga belum mekar disebut kleistogami.
• Geitonogami (penyerbukan tetangga) bila serbuk sari berasal dari bunga lain tapi masih satu individu.
• Alogami ( xerogami ) atau penyerbukan silang, yaitu bila serbuk sari berasal dari individu lain tapi masih dalam satu jenis.
• Bastar (hibridogami) , yaitu bila serbuk sari berasal dari yang lain jenis.

  2)     Berdasar Faktor yang membantu:

• Anemogami, yaitu penyerbukan dengan bantuan angin. Ciri bunga : serbuk sari kering, lembut, banyak, tidak memiliki mahkota bunga.
• Hidrogami, yaitu penyerbukan dengan bantuan air.
• Zoidiogami, yaitu penyerbukan dengan bantuan hewan.
• Kiropterogami , yaitu penyerbukan dengan bantuan kelelawar. Ciri : bunga yang mekar di malam hari.
• Entomogami, yaitu penyerbukan dengan bantuan serangga. Ciri : bunga yang menghasilkan nektar / polen / madu.
• Ornitogami, yaitu penyerbukan dengan bantuan burung.
• Malakogami, yaitu penyerbukan dengan bantuan siput (molusca).
• Antropogami, yaitu penyerbukan dengan bantuan manusia. Ciri : bunga yang tidak mampu melakukan penyerbukan sendiri. Hal ini disebabkan benang sari atau putik tidak matang bersamaan. Protandri, yaitu bila benang sari masak lebih dahulu daripada putik.Protogeni, yaitu bila putik masak lebih dahulu daripada benang sari.
• Pembuahan (fertilisasi), yaitu proses peleburan gamet jantan (sperma) dengan gamet betina (ovum).

Setelah penyerbukan, sperma bergerak ke arah sel telur melalui buluh serbuk sari, selanjutnya terjadi peleburan inti sel telur dan inti sperma di dalam ovula.  Ovula adalah struktur sporofit yang mengandung megasporangium dan gametofit betina. Pembuahan antara gamet jantan dan betina akan menghasilkan embrio (lembaga). Berdasarkan peristiwa itu, tumbuhan biji disebut juga embriophyta siphonogama, yaitu tumbuhan yang memiliki embrio dan perkawinannya terjadi melalui pembentukan suatu bulu. Embrio pada tumbuhan biji bersifat bipolar (dwipolar), karena pada satu kutubnya akan tumbuh dan berkembang membentuk batang dan daun, sedangkan kutub lain membentuk sistem perakaran.

Ada 2 macam pembuahan pada tumbuhan berbiji :

• Pembuahan Tunggal (pembuahan yang terjadi satu kali pembuahan),  yaitu peleburan gamet jantan dan gamet betina yang menghasilkan embrio. Terjadi pada tumbuhan Gymnospermae.
• Pembuahan Ganda (pembuahan yang terjadi dua kali pembuahan),  yaitu :

1. peleburan inti sperma >< ovum , menghasilkan zygot  —> embrio.
2. peleburan inti sperma >< kandung lembaga skunder , menghasilkanendosperm (untuk cadangan makanan). Terjadi pada tumbuhan Angiospermae.

b.  Reproduksi Vegetatif

yaitu cara reproduksi tanpa melalui perkawinan (fertilisasi)     gamet jantan dan betina. Sifat dari reproduksi vegetatif adalah      menghasilkan keturunan yang identik (sifat sama) dengan induknya.
Reproduksi Vegetatif dapat terjadi secara :

• Alami,  cara perbanyakan yang dilakukan oleh organ vegetatif  tumbuhan tanpa bantuan manusia.Organ vegetatif yang berperan antara lain :

• Rhizoma (rimpang/akar tinggal), yaitu batang yang menjalar  secara horisontal dalam tanah menyerupai akar. Misal : bunga tasbih, kunyit, jahe, alang-alang.
• Stolon (geragih), yaitu batang yang menjalar di atas tanah. Misal : arbei (stroberi), daun kaki kuda (Centela asiatica)
• Umbi Lapis (Bulbus), yaitu batang berukuran pendek yang dikelilingi daun berlapis-lapis. Misal: bawang merah (Allium cepa).
• Umbi Batang, yaitu batang yang membengkak di dalam tanah. Misal : ubi jalar, kentang.
• Tunas , yaitu bagian batang yang memiliki bakal tunas. Misal : bambu, kelapa, dan sebagainya.
• Daun , yaitu bagian tepi daun yang memiliki jaringan meristem. Misal : Cocor Bebek.
• Kormus , yaitu pangkal batang yang membesar dan memiliki beberapa kuncup. Misal : bunga tasbih, gladiol.

• Buatan, yaitu cara perbanyakan yang dilakukan oleh tumbuhan dengan bantuan manusia.    Macam reproduksi vegetatif secara buatan :

• Mencangkok
• Menempel (okulasi)
• Menyambung
• Menyetek
• Merunduk
• Kultur Jaringan

Kultur jaringan merupakan usaha perbanyakan tanaman dengan memanfaatkan sifat TOTIPOTENSI . Totipotensi adalah kemampuan beberapa sel tanaman yang dapat tumbuh menjadi individu baru.

5.  Peranan Spermatophyta

• Sumber bahan makanan (karbohidrat, lemak, protein, mineral, vitamin)
• Sumber bahan minuman (jahe, teh, kopi)
• Sumber bahan sandang (rami, kapas)
• Sumber bahan bangunan (Mahoni, jati, meranti)
• Sumber bahan industri (pinus, karet)

Hormon tumbuhan

Hormon Pada Tumbuhan dan Fungsinya

    Hormon pada tumbuhan merupakan faktor fisiologis. Adapun dalam faktor fisiologis, proses yang terjadi merupakan proses fungsional pada tingkat seluler dan mempengaruhi pertumbuhan serta perkembangan tanaman. Berikut ini jenis - jenis hormon beserta fungsinya.

1. Hormon Auksin.

     Hormon Auksin adalah hormon tumbuhan yang berfungsi untuk memacu proses pemanjangan sel. Hormon ini dihasilkan pada bagian koleoptil (titik tumbuh) pucuk tumbuhan, yaitu ujung akar dan batang. Peran auksin pertama kali ditemukan oleh ilmuwan Belanda bernama Fritz Went (1903-1990).

       Cara kerja hormon auksin dipengaruhi oleh cahaya. Hormon auksin akan aktif bila tidak terkena cahaya. Sedangkan apabila tumbuhan terkena cahaya, maka hormon auksin tidak aktif sehingga proses pemanjangan terhambat. Hal ini dapat mengakibatkan terjadinya fototropisme (membengkoknya batang tanaman ke arah cahaya) dimana  sisi yang tidak terkena cahaya lebih panjang daripada yang terkena cahaya sehingga batang menjadi bengkok ke arah sisi batang yang terkena cahaya.

     Hormon auksin ada beberapa jenis, yaitu auksin a (memiliki kandungan air 1 mol lebih banyak dari auksin b), auksin b, dan heteroauksin (zat yang diketahui sebagai asam indol asetat atau IAA/Indole Acetic Acid). IAA merupakan hormon auksi yang pertama kali diisolasi. IAA berasal dari asam amino triptofan yang sebagian besar disintesis di ujung batang, ujung tunas, duan muda, ujung akar, bunga, buah, serta sel-sel kambium.

      Fungsi auksin

• Berpengaruh pada pemanjangan, pembelahan, dan diferensiasi sel tumbuhan
• Menghambat tumbuhnya tunas lateral (samping) tumbuhan
• Membantu proses pertumbuhan akar dan batang.
• Mempercepat perkecambahan
• Membantu proses pembelahan sel
• Merangsang kambium untuk membentuk xilem dan floem
• Memelihara elastisitas dinding sel
• Membentuk dinding sel primer
• Menghambat rontoknya buah dan gugurnya daun
• Membantu proses partenokarpi (pembuahan tanpa penyerbukan)
• Mengurangi jumlah biji dalam buah,

2. Hormon Giberelin

       Giberelin ditemukan  oleh seorang ilmuwan Jepang bernama Eiichi Kurosawa pada tahun  1926 yang meneliti penyakit padi "bakanae". Hormon ini pertama kali diisolasi oleh Teijiro Yabuta dari jamurGiberella fujikuroi pada tahun 1935.

Giberella fujikuroi

       Hormon Giberelin adalah hormon tumbuhan yang berperan dalam proses perkembangan dan perkecambahan. Giberelin akan merangsang pembentukan enzim amilase yang berfungsi untuk memecah senyawa amilum yang terdapat di endosperm (cadangan makanan) menjadi senyawa glukosa. Glukosa tersebut menjadi sumber energi bagi pertumbuhan tanaman. Hormon ini berfungsi secara sinergis (bekerja sama) dengan hormon auksin.

• Berperan dalam pembungaan (flowering) dan pematangan buah (fruit ripening)
• menghilangkan dormansi biji dan memperbesar ukuran buah
• Berpengaruh terhadap terjadinya genetic dwarfism, yaitu suatu gejala kerdil yang disebabkan oleh adanya mutasi
• berpengaruh terhadap partenokarpi (proses terbentuknya buah tanpa biji karena tidak terjadi penyerbukan sehingga tidak ada pembuahan)

3. Hormon Sitokinin

     Hormon Sitokinin adalah hormon tumbuhan yang berperan dalam pembelahan sel (sitokinesis). Senyawa sitokinin pertama kali ditemukan pada tanaman tembakau dan disebut kinetin. Hormon sitokinin dibentuk pada bagian akar dan ditransportasikan ke seluruh bagian sel tanaman tembakau. Senyawa sitokinin juga terdapat pada tanaman jagung dan disebut zeatin.

     Adapun fungsi hormon sitokinin adalah:

• mengatur pembentukan bunga dan buah,
• mengatur pertumbuhan daun dan pucuk,
• memperbesar daun muda,
• merangsang pembentukan akar dan batang serta pembentukan cabang akar dan batang,
• menghambat proses penuaan dengan cara merangsang proses serta transportasi garam-garam mineral dan asam amino ke daun.
• merangsang pembelahan sel.

4. Gas Etilen

     

    Gas Etilen adalah hormon tumbuhan yang berperan dalam proses pematangan buah dan kerontokan daun. Gas ini tersusun dari senyawa etilen yang pada tumbuhan ditemukan dalam wujud gas yang tidak berwarna dan mudah menguap. Apabila konsentrasi etilen sangat tinggi daripada hormon giberelin dan hormon auksin, maka dapat menghambat proses pembentukan akar, batang, dan bunga. Tetapi jika bersama-sama dengan hormon auksin, gas etilen akan merangsang proses pembentukan bunga.

       Etilen banyak digunakan oleh para distributor dan importir buah. Sebelum masak, buah dikemas dan dikirimkan kepada pedagang (buah yang sudah masak tidak dikirim karena dapat rusak atau busuk saat diangkut). Setelah sampai ke distributor, buah diperam dengan cara diberikan etilen sehingga cepat matang dan dapat dijual.

         Adapun fungsi lain gas etilen adalah:

• mengakhiri masa dormansi,
• merangsang pertumbuhan akar dan batang,
• pembentukan akar adventif,
• merangsang absisi buah dan daun,
• induksi sel kelamin betina pada bunga,
• merangsang pemekaran bunga,
• merangsang induksi bunga Bromiliad.

5. Kalin

     Kalin merupakan hormon yang berperan dalam proses organogenesis (pembentukan organ) tumbuhan. Berdasarkan organ yang dibentuk, kalin dibedakan menjadi empat macam, yaitu:

• Rizokalin, yaitu hormon yang mempengaruhi pembentukan akar.
• Kaulokalin, yaitu hormon yang mempengaruhi pembentukan batang.
• Filokalin, yaitu hormon yang mempengaruhi pembentukan daun.
• Antokalin, yaitu hormon yang mempengaruhi pembentukan bunga.

6. Asam Absisat (ABA)

     Asam Absisat adalah hormon tumbuhan yang berperan dalam proses penuaan dan gugurnya daun. Asam Absisat (ABA) juga berperan penting dalam tahap inisiasi dormansi biji, maturasi biji, dan menjaga biji agar berkecambah di musim yang diinginkan.

     Selain itu Asam Absisat (ABA) juga  berfungsi untuk mempertahankan tumbuhan dari tekanan lingkungan, seperti kekurangan air, kekeringan, musim dingin, dan kadar garam (salinitas) tinggi. Asam Absisat mencegah kekurangan air saat kekeringan dengan cara merangsang penutupan stomata pada epidermis daun sehingga transpirasi melalui stomata tidak terjadi. Asam Absisat (ABA) juga dapat membentuk lapisan epikutikula atau lapisan lilin untuk mencegah kehilangan air. Dalam menghadapi musim dingin, Asam Absisat (ABA) akan menghentikan pertumbuhan primer dan sekunder. Hormon Asam Absisat yang dihasilkan pada tunas terminal ini memperlambat pertumbuhan dan memicu perkembangan primordia daun menjadi sisik untuk melindungi tunas dorman selama musim dingin.

       Asam Absisat (ABA) termasuk senyawa inhibitor (penghambat) dan bekerja antagonis (berlawanan) dengan hormon auksin dan hormon giberelin.