PENGERTIAN SEL
Sel adalah unit struktural dan fungsional terkecil makhluk hidup dimana keberadaannya sangat berpengaruh terhadap kepribadian dan tingkah laku dari masing masing makhluk hidup
Teori sel
1. Robert Hooke (Inggris, 1665) meneliti sayatan gabus di bawah mikroskop. Hasil pengamatannya ditemukan rongga-rongga yang disebut sel (cellula)
2. Hanstein (1880) menyatakan bahwa sel tidak hanya berarti cytos (tempat yang berongga), tetapi juga berarti cella (kantong yang berisi)
3. Felix Durjadin (Prancis, 1835) meneliti beberapa jenis sel hidup dan menemukan isi dalam, rongga sel tersebut yang penyusunnya disebut “Sarcode”
4. Johanes Purkinje (1787-1869) mengadakan perubahan nama Sarcode menjadi Protoplasma 5. Matthias Schleiden (ahli botani) dan Theodore Schwann (ahli zoologi) tahun 1838
menemukan adanya kesamaan yang terdapat pada struktur jaringan tumbuhan dan hewan.
Mereka mengajukan konsep bahwa makhluk hidup terdiri atas sel . konsep yang diajukan tersebut menunjukkan bahwa sel merupakan satuan structural makhluk hidup.
6. Robert Brown (Scotlandia, 1831) menemukan benda kecil yang melayang-layang pada protoplasma yaitu inti (nucleus)
Bentuk sel itu sangat bervariasi atau beraneka ragam, ada yang kotak, bulat, malahan ada juga yang tidak beraturan.
Berdasarkan sel penyusunnya, organisme itu dapat terbagi menjadi dua kategori, yaitu:
1. Organisme multiseluler, yakni organisme yang susunanya itu terdiri dari banyak sel.
Contohnya : Tanaman
2. Organisme uniseluler, yaitu organisme yang susunanya itu terdiri dari satu sel saja.
Contohnya : bakteri
Gambar Sel Tumbuhan.
A, sel dari tangkai bit-gula. B, sel seludang pati pada batang muda tembakau.
Kloroplas mengandung butir pati (dibiarkan putih pada gambar) (1190X) (dari Esau, 1965).
PENGERTIAN JARINGAN
Jaringan itu ialah kumpulan dari semua sel yang bentuk dan fungsinya sama.
Jaringan tumbuhan
Jaringan tumbuhan dapat dibagi menjadi dua jenis, yaitu jaringan muda dan jaringan dewasa.
a. Jaringan muda (jaringan meristem) adalah jaringan yang sel penyusunnya itu mempunyai sifat embrionik, serta mereka mampu terus-menerus membelah diri sehingga tumbuhan tersebut dapat terus tumbuh. Jaringan muda umumnya terletak pada ujung akar, cabang batang, ujung tunas, dan kambium.
b. Jaringan dewasa adalah jaringan yang dapat dibedakan menjadi lima kelompok, yaitu jaringan dasar atau parenkim, jaringan pelindung, jaringan penyokong, jaringan pengangkut.
1) Jaringan parenkim, dibentuk dari meristem dasar. Sel penyusunnya pun memiliki bentuk yang beraneka ragam atau bervariasi sesuai dengan fungsinya masing-masing. Pada akar dan batang, jaringan parenkim memiliki fungsi sebagai tempat penyimpanan cadangan makanan. Pada daun, banyak mengandung kloroplas. Contoh : jaringan parenkim tiang dan jaringan parenkim bunga karang.
2) Jaringan pelindung, fungsinya untuk melindungi jaringan-jaringan lain yang ada di dalamnya. Sel penyusunnya pun berbentuk pipih dengan permukaan atas dan bawah sejajar. Jaringan ini letaknya pada permukaan batang, akar, dan daun.
Contoh : jaringan epidermis dan endodermis.
3) Jaringan penyokong, susunanya terdiri dari sel-sel yang mengalami penebalan pada dindingnya sehingga dinding mereka menjadi keras. Jaringan ini punya fungsi yaitu untuk memperkuat tubuh pada tumbuhan. Jaringan penyokong ini terdiri atas kolenkim dan sklerenkim.
4) Jaringan pengangkut, fungsinya tentu saja sebagai sistem pengangkutan dalam tubuh pada tumbuhan. Ada dua macam jenis jaringan pengangkut, yaitu jaringan pembuluh kayu (xilem) dan jaringan pembuluh tapis (floem). Xilem atau yang lebih dikenal dengan pembuluh kayu memilki fungsi untuk mengangkut air dan mineral-mineral dari dalam tanah, sedangkan floem atau yang lebih dikenal dengan pembuluh tapis memiliki fungsi yaitu untuk mengangkut zat-zat makanan hasil fotosintesis ke seluruh atau ke semua bagian pada tumbuhan.
PENGERTIAN ORGAN
Organ adalah jaringan yang bersama-sama melakukan fungsi dan tugas tertentu.
Organ pada tumbuhan, meliputi akar, batang, dan daun.
a. Akar
Akar berasal dari akar lembaga (radix). Pada tumbuhan dikotil, akar lembaga akan terus tumbuh sehingga mereka dapat membentuk akar tunggang. Ujung akar monokotil dan dikotil dilindungi oleh tudung akar yang fungsinya tentu saja untuk melindungi ujung akar sewaktu menembus tanah. Akar ini punya lapisan-lapisan, seperti lapisan epidermis, korteks, endodermis, dan silinder pusat (stele
korteks/endodermis, dan silinder pusat (stele).
b. Batang
Batang juga punya fungsi yaitu sebagai tempat tumbuhnya tunas, cabang, serta daun.
Batang itu juag tersusun dari jaringan epidermis, jaringan penyokong, jaringan pengangkut, dan jaringan penyimpan.
c. Daun
Daun juga punya fungsi yaitu sebagai tempat terjadinya proses fotosintesis. Daun ini disusun juga oleh jaringan epidermis, parenkim, penyokong, dan pengangkut.
o Jaringan epidermis. Pada epidermis atas, terdapat lapisan lilin yang fungsinya untuk membatasi penguapan air dari daun. Pada epidermis bawah daun, terdapat stomata (mulut daun) yang fungsinya sebagai tempat masuknya udara yang mengandung gas karbon dioksida dan melepaskan oksigen hasil fotosintesis ke alam.
o Jaringan penyokong merupakan penyusun dari bagian luar tulang daun dan fungsinya untuk memperkuat tegaknya daun.
o Jaringan pengangkut terdapat pada tulang daun, yang terdiri atas jaringan pembuluh kayu dan jaringan pembuluh tapis.
I. JARINGAN ORGAN AKAR
Berdasar asal usul akar terdapat dua tipe akar, yaitu akar primer dan akar serabut.
Akar primer berkembang dari ujung embrio yang terbatas, sedangkan akar serabut berkembang dari jaringan akar dewasa atas dari bagian lain tubuh tumbuhan, seperti batang dan daun. Sistem akar sebagian besar Dicotyledoneae dan Gymnospermae terdiri atas akar tunggang yang membentuk cabang pada sisinya. Bagian akar dewasa mengalami penebalan sekunder yang berfungsi sebagai alat pemegang pada tanah dan untuk menyimpan cadangan makanan. Pengambilan air dan mineral dilakukan terutama oleh sistem akar yang masih dalam pertumbuhan primer. Akar monocotyledoneae dewasa berupa akar serabut dan berkembang dari batang. Umumnya akar ini tidak mengalami penebalan sekunder.
1.1. Akar Primer
Dari sel inisial pucuk akar, dibedakan jaringan tudung akar, epidermis, korteks, dan silender pembuluh. Tudung akar terletak pada ujung akar, berfungsi melindungi meristem akar dan alat pemantakan akar yang tumbuh ke dalam tanah. Tudung akar terdiri dari sel parenkim hidup yang sering berisi tepung (karbohidrat).
Gambar 1. Irisan membujur akar Sel yang mengelilingi pusat masif, aktif membelah untuk membentuk jaringan akar (William A.J. dan Salisbury, 1984)
Tudung akar juga diselimuti oleh lapisan mirip lendir yang disebut misel (mycel) yang berperan penting dalam pertukaran hara serta interaksi dengan organisme (mikroba) lain.
Zona pembelahan sel meliputi meristem apikal dan turunannya, disebut meristem primer. Meristem apikal terletak di pusat zona pembelahan sel, menghasilkan sel-sel meristem primer dan juga mengganti sel-sel tudung akar yang akan mengelupas. Dekat pusat meristem apikal adalah pusat tenang (quiescent center), yaitu suatu populasi sel- sel yang membelah lebih lambat dibandingkan sel-sel meristematik lainnya. Sel-sel pusat tenang relatif resisten terhadap kerusakan akibat radiasi dan zat kimia beracun dan sel-sel ini berfungsi sebagai suatu cadangan makanan yang dapat digunakan untuk memulihkan meristem jika terjadi kerusakan.
Di atas meristem apikal, hasil pembelahan selnya membentuk tiga silender sel-sel yang terus membelah selama beberapa waktu, yaitu meristem primer (protoderm,
1 2 3
Endodermis Empulur
menyelesaikan pemanjangan, sel-sel akar mulai mengalami spesialisasi struktur dan fungsinya dimana zona pemanjangan menyatu dengan zona pematangan (zone of maturation). Ketiga meristem primer akan menjadi tiga jaringan primer akar, yaitu : 1) Protoderm (meristem primer paling luar) akan menjadi epidermis (lapisan tunggal
sel-sel yang menutupi akar. Air dan mineral memasuki tumbuhan dari tanah harus masuk melalui epidermis. Rambut akar akan meningkatkan proses tersebut dengan meningkatkan luas permukaan sel-sel epidermis.
2) Prokambium akan menjadi stele (silender pusat), yang merupakan berkas pembuluh dimana silem dan floem berkembang.
3) Meristem dasar (terletak diantara protoderm dan prokambium) akan menjadi sistem jaringan dasar (korteks) yang sebagian terdiri dari sel-sel parenkima, letaknya antara epidermis dan stele. Sel-sel jaringan dasar akan menyimpan makanan, dan membran plasmanya aktif dalam pengambilan mineral yang memasuki akar dari larutan tanah. Lapisan paling dalam dari korteks disebut endodermis yaitu suatu silinder setebal satu sel membentuk perbatasan antara korteks dan stele.
a. Struktur Jaringan Akar Primer
Tumbuhan berbunga dibedakan dalam dua kelas yaitu tumbuhan monokotil dan tumbuhan dikotil. Sistem dan struktur jaringan akar kedua jenis tumbuhan ini juga berbeda, terutama pada susunan jaringan pembuluhnya.
Gambar 2. Jaringan primer akar muda, tumbuhan dikotil dan monokotil (Ville, 1989)
Epidermis (dermal)
Korteks (dasar)
Stele (pembuluh)
(a) Akar tumbuhan dikotil (Ranunculus) (b) Akar tumbuhan monokotil (Zea mays)
(a) Stele dikotil diperbesar (b) Stele monokotil diperbesar
korteks korteks floem
xilem Perisikel Empulur
Gambar jaringan akar muda diatas, merupakan hasil pembesaran stele, terlihat pada tumbuhan dikotil pembuluh xilem memancar seperti jari-jari dari pusat roda, floem berada di antara jari-jari xilem. Pada tumbuhan monokotil, xilem dan floem bergantian di dalam stele, tetapi jaringan pembuluhnya mengelilingi suatu pusat dari sel-sel parenkim yang disebut empulur. Stele keduanya sama-sama dikelilingi oleh endodermis, dan disebelah dalam endodermis terdapat perisikel, atau suatu lapisan sel-sel yang berpotensi untuk membelah dan menjadi akar lateral.
Secara umum struktur dan fungsi jaringan di dalam akar primer digambarkan dalem tabel berikut ini.
Tabel 1. Struktur dan fungsi jaringan di dalam akar primer
No Jaringan Ciri-ciri Lokasi Fungsi
1 Epidermis atau eksodermis
- bentuk sel seperti bata, hidup - dinding sel tipis, daerah bulu akar, epidermis disebut lapisan piliferous
bagian terluar akar jalan masuk air dan garam mineral tanah
2 Korteks - terdiri sel-sel parenkima yang besar
- sel parenkima dindingnya tipis dan banyak rongga antarsel
daerah disebelah
dalam epidermis daerah penyimpan zat tepung (starch)
3 Endodermis - sel berbentuk batu bata ter- susun rapat, dinding radial &
transversal
- sel endodermis menebal mem-bentuk pita kaspari
lapisan sebelah dalam dari korteks dan di luar perisikel
- mengatur masuk- nya air ke xilem
4 Perisikel - terdiri atas selapis sel berdinding tipis
- lapisan ini menyelubungi jaringan pengangkut
- terletak di sebelah dalam dari lapisan endodermis
lapisan yang
memben-tuk cabang akar dan kambium gabus.
5 Xilem - bentuk seperti bintang 2-8 jari-jari
- terdiri atas sel trakeida, pembuluh xilem, parenkima, dan serabut sklerenkima
terletak di bagian
tengah akar mengangkut air dan garam mineral dari tanah menuju daun
6 Phloem terdiri atas pembuluh tapis, sel pengiring, sel parenkima dan serabut sklerenkima (serabut kulit kayu)
terletak di antara jari-jari yang dibentuk oleh xilem
mengangkut zat makanan dari daun untuk disimpan ke dalam akar
b. Simbiosis jaringan akar dengan bakteri (Bintil Akar)
Asosiasi akar tumbuhan dengan bakteri terjadi dalam tumbuhan Leguminosae, dimana pada akar Leguminasae terdapat benjolan yang disebut bintil akar.
Bintil akar berkembang sebagaai hasil pemantakan bakteri pengikat nitrogen (Rhizobium) ke dalam korteks akar. Bakteri masuk ke dalam akar melalui rambut akar.
Bakteri ini menginfeksi ke dalam korteks sehingga menyebabkan selnya berproliferasi.
Jumlah sel di dalam bintil meningkat. Sel korteks membelah dan meluas sehingga sel korteks merupakan lapisan terluar bintil.
Hubungan antara bakteri Rhizobium dengan akar Leguminosae merupakan simbiosis mutualisme. Artinya, kedua belah pihak mendapat keuntungan, tumbuhan tidak dapat memanfaatkan N2 bebas di udara tetapi bakteri Rhizobium dapat mengikat N2
yang dapat dimanfaatkan oleh akar Leguminosae. Sementara Rhizobium mendapatkan makanan berupa karbohidrat dari tanaman Leguminosae.
Gambar 3. Bagan akar Leguminosae dengan bintil akar (Bond, 1948 dalam Fahn, 1989) 1.2. Akar Sekunder
Pertumbuhan sekunder pada akar seperti pada batang, yaitu terdiri atas pembentukan jaringan pembuluh sekunder dari kambium pembuluh dan periderm.
Pertumbuhan sekunder dijumpai khas pada akar Gymnospermae dan Dycotyledoneae.
Akar Monocotyledoneae tidak mengalami pertumbuhan sekunder.
Kedua meristem lateral, kambium vaskuler dan kambium gabus berkembang dan menghasilkan pertumbuhan sekunder pada akar. Kambium vaskuler dibentuk di dalam stele dan menghasilkan xilem sekunder ke arah dalam dan floem sekunder ke arah luar.
Setelah diameter stele bertambah besar, korteks dan epidermis akan pecah dan lepas.
Kemudian kambium gabus akan terbentuk dari perisikel stele, menghasilkan periderm yang menjadi jaringan dermal sekunder, periderm ini tidak permeabel terhadap air.
Dengan demikian, hanya akar yang paling muda yang mewakili tubuh primer tumbuhan menyerap air dan mineral dari tanah. Akar yang lebih tua dengan pertumbuhan sekunder berfungsi untuk menambatkan tumbuhan dan mengangkut air serta zat terlarut antara akar yang lebih muda dan sistem tunas.
Setelah bertahun-tahun akar akan menjadi lebih berkayu, dan lingkaran tahunan umumnya menjadi tampak jelas pada xilem sekunder. Jaringan disebelah luar kambium vaskuler akan membentuk suatu kulit yang keras dan tebal. Setelah pertumbuhan sekunder meluas, akar yang tua akan mirip dengan batang tua.
1.3. Hubungan Struktur dan Fungsi Akar
Akar selain berfungsi mengangkut air dan mineral tanah, akar juga berfungsi sebagai penyimpanan cadangan makanan, memperkuat berdirinya tumbuhan, membantu pertukaran gas, dan menyokong tumbuhan. Beragamnya fungsi akar tersebut, tentunya struktur anatomi akar juga berbeda-beda sesuai dengan fungsinya.
a. Struktur Akar Penyimpanan
Semua akar primer, senyawa cadangan terutama tepung disimpan dalam korteks, dan beberapa tumbuhan mempunyai bagian tertentu dari sistem akar berkembang menjadi organ berdaging tebal dengan fungsi utama sebagai organ penyimpanan.
Wortel, hipokotil dan akr tunggangnya menebal dengan perkembangan periderm dan korteks. Organ berdaging merupakan hasil perkembangan periderm dalam xilem dan floem sekunder yang berlebihan.
Pada lobak, akar dan hipokotil berdaging karena perkembangan yang berlebihan dari parenkim dalam xilem sekunder.
Gambar 4. Akar penyimpan cadangan makanan b. Akar untuk Menyokong Tumbuhan
Adanya akar tumbuhan menjadi menetap disuatu tempat, tumbuhan dicotyledoneae susunan akarnya bercabang sehingga memungkinkan tumbuhnya tumbuhan lebih kuat. Akar serabut dan bulu akar yang tumbuh banyak, berfungsi untuk berpegangan pada tanah.
c. Akar Udara
Beberapa tumbuhan menghasilkan akar dari batang atau cabang yang terdapat bebas di udara. Bila akar tersebut mencapai tanah, akan membantu sebagai akar penunjang. Bila menempel pada suatu benda, akar tersebut akan menjadi akar panjat atau akar lekat.
Anggrek tropis mempunyai akar yang menjulang bebas ke udara lembab,
Hal ini menunjukkan adaptasi khusus. Akar udara mempunyai velamen, yaitu epidermis multilapis yang berfungsi untuk menyimpan air. Bila udara kering sel tersebut berisi udara, bila hujan sel akan berisi air.
d. Akar sebagai Organ Aerasi
Tumbuhan yang tumbuh di daerah berawa atau tumbuhan mangrove yang tumbuh ditepi pantai, terlihat akarnya tumbuh ke udara (pertumbuhan geotropi negatip) dikenal sebagai pneumatofor. Akar ini berfungsi untuk pertukaran gas, penampang melintang akar menunjukkan stele yang sempit dan dikelilingi oleh aerenkim yang sangat luas.
e. Haustorium
Angiospermae parasit mempunyai struktur khusus, yaitu haustorium yang berhubungan dengan tumbuhan inangnya dan berperan sebagai saluran makanan. Ujung haustorium menembus di antara sel epiderms ke dalam korteks inang, berupa sel yang memanjang (hifa). Di dalam korteks, hifa tumbuh bebas menyebar di dalam jaringan dan mengadakan kontak dengan unsur pembuluh. Satu berkas xilem dan floem berdiferensiasi dalam haustorium membentuk hubungan antara jaringan pembuluh inang.
Gambar 5. Akar udara pada angrek
Gambar 6. Haustorium
II. JARINGAN ORGAN BATANG 2.1. Batang Primer
Susunan batang tidak banyak berbeda dengan akar. Batang tersusun dari jaringan berikut: epidermis, parenkim, endodermis, kayu, jaringan pembuluh, dan kambium pada tumbuhan dikotil.
Struktur ini tidak banyak berubah, baik di batang utama, cabang, maupun ranting.
Permukaan batang berkayu atau tumbuhan berupa pohon seringkali dilindungi oleh lapisan gabus (suber) dan/atau kutikula yang berminyak (hidrofobik). Jaringan kayu pada batang dikotil atau monokotil tertentu dapat mengalami proses lignifikasi yang sangat lanjut sehingga kayu menjadi sangat keras.
Gambar 7. Struktur jaringan batang monokotil dari tanaman jagung
Gambar 8. a. Irisan melintang batang monokotil, b. Berkas pembuluh diperbesar
Gambar di atas memperlihat berkas pembuluh yang tersebar pada jaringan dasar empulur, masing-masing dikelilingi sebuah seludang sel.
a b
a b
Gambar 9.Struktur jaringan batang monokotil dari tanaman Alfalfa (kacang-kacangan)
Gambar 10. a. Irisan melintang batang dikotil herba,
b. Irisan melintang jaringan batang muda dikotil bunga matahari Berkas pembuluh batang dikotil gambar 23. membentuk sebuah cincin dengan empulur di bagian dalam dan korteks, sel kolenkima bersudut tebal dibagian luar dibawah epidermis. Pada batang monokotil dan dikotil, biasanya xilem berada disebelah dalam floem.
a b
Gambar 11. a. Irisan melintan batang dikotil, b. Berkas Pembuluh diperbesar
Gambar diatas merupakan penampang batang muda Ranunculus (herba tahunan) yang memperlihatkan berkas kambium vaskuler yang nantinya akan aktif melakukan pertumbuhan sekunder membentuk xilem sekunder dan floem sekunder.
Gambar 12. (a) Tobacco plants contain large ovate leaves with a large central midrib and a network of smaller veins throughout the leaf lamina. (b) The xylem (X) with lignin-containing cell walls and phloem (P) make up the vascular system of the stem.
Secara umum struktur dan fungsi jaringan di dalam batang primer digambarkan dalem tabel berikut ini.
Tabel 2. Struktur dan fungsi jaringan di dalam batang primer monokotil
No Jaringan Ciri-ciri Lokasi Fungsi
1 Epidermis - sama seperti epidermis batang dikotil lapisan sel terluar dari batang
melindungi batang dari penguapan air.
2 Meristem dasar - Kortek dan empelur tidak jelas - Semua jaringan yang berada di bagian
dalam epidermis dinamakan jaringan dasar
di bagian dalam epidermis
sebagai pembentuk dasar 3 Berkas
Pembuluh
- berkas pembuluh tersebar merata pada meristem dasar
- berkas pembuluh hanya terdiri dari xilem dan phloem
- sekeliling berkas pembuluh terdapat lembaran jaringan sklerenkima disebut berkas pengikat
- tidak terdapat kambium
tersebar pada meristem dasar
xilem dan phloem fungsinya sama seperti pada dikotil
Tabel 3. Struktur dan fungsi jaringan di dalam batang primer dikotil
No Jaringan Ciri-ciri Lokasi Fungsi
1 Epidermis - - bentuk sel seperti bata, hidup - - dinding sel tipis, bagian luar dilapisi zat kutin (sejenis lilin)
lapisan sel terluar dari batang.
zat kutin melindungi batang dari penguapan air.
2 Korteks - - terdiri sel kolenkima dan sel pa- renkima (ada kloroplas)
- - sel kolenkima di bagian luar k korteks, dinding sel menebal di bagian sudut
- - sel parenkima dindingnya tipis tersusun longgar dan banyak rongga interselluler.
di antara lapisan epi dermis dan endo - dermis
- Sel kolenkima se- bagai jaringan penunjang.
- Sel parenkima se- bagai jaringan da- sar & penyimpan zat.
3 Endodermis - - sel berbentuk batu bata tersusun rapat
- - pada beberapa tanaman dikotil tidak mempunyai endodermis
terletak antara stele dan korteks
penyimpanan zat tepung
4 Stele :
- Perisikel terdiri atas selapis sel sklerekima.
Dindingnya menebal karena adanya zat lignin.
- - terletak di sebelah dalam lapisan endo dermis
- - menyelubungi jar.
pembuluh batang
memberi kekuatan pada batang
- Berkas Pembuluh
a. Phloem
b. Kambium
c. Xilem
d. Empulur
terdiri atas pembuluh tapis, sel pengiring, parenkima kulit kayu dan serat (fiber) kulit kayu (sel sklerenkima)
- disebut kambium vascular
- terdiri 2 atau 3 lapis sel yang selalu membelah membentuk sel baru - membentuk lingk. penuh, pada
beberapa tanaman bentuknya seperti bintang
terdiri atas sel-sel trakeida, pembuluh kayu dan sel serat kayu (sel sklerenkima)
terdiri dari sel parenkima, bentuk lingkaran dengan garis-garis jaringan atau jari-jari empulur
di bagian luar kambium
di antara berkas pembuluh xilem dan phloem
di bagian dalam kambium
di bagian tengah batang
menyalurkan zat maka- nan dari daun ke bagian tubuh tanaman
ke dalam membentuk jaringan xilem, ke luar membentuk jaringan phloem
menyalurkan air dan garam mineral ke daun.
penyimpanan cadangan makanan
Epidermis di dalam batang utama mempunyai fungsi sebagai perlindungan terutama terhadap kehilangan air dari batang karena transpirasi. Epidermis ini terlapisi oleh kutikula yang sama seperti pada epidermis daun yaitu lapisan seperti lilin.
Kortek di dalam batang dikotil mempunyai beberapa fungsi, jika batang tanaman berwarna hijau maka fotosintesis terjadi di dalam kortek yaitu pada sel parenkima.
Selain itu sel parenkima juga berfungsi sebagai jaringan penyimpanan. Kollenkima dan sklerenkima di dalam kortek sebagai penguat dan pendukung batang.
Fungsi jaringan pembuluh tidak hanya sebagai alat pengangkutan tetapi juga sebagai pendukung. Serat-serat mungkin juga ditemukan di dalam xilem dan phloem.
Serat tersebut dibutuhkan untuk menguatkan batang. Kabium vaskular bertanggungjawab terhadap pertumbuhan sekunder.
Sel parenkima tanaman dikotil membentuk empulur ditengah batang, berfungsi sebagai tempat penyimpanan. Meskipun tanaman monokotil tidak mempunyai kortek
2.2. Batang Sekunder
Sebagian besar tumbuhan pembuluh mengalami pertumbuhan sekunder, yang meningkatkan diameter dan panjangnya. Tubuh sekunder tumbuhan terdiri dari jaringan yang dihasilkan selama pertumbuhan sekunder diameter. Dua meristem lateral yang berfungsi dalam pertumbuhan sekunder yaitu kambium pembuluh (vascular cambium), menghasilkan xilem sekunder (kayu) dan floem, serta kambium gabus (cork cambium), menghasilkan suatu penutup keras dan tebal yang menggantikan epidermis pada batang dan akar. Pertumbuhan sekunder terjadi pada semua gimnospermae. Pada angiospermae, pertumbuhan sekunder hanya berlangsung pada sebagian besar tanaman dikotil, jarang terjadi pada tanaman monokotil.
Meristem
Apikal Meristem Primer Jaringan Primer Meristem lateral
Jaringan Sekunder
Sel meristem
Apikal batang
Protoderm
Prokambium
Meristem dasar
Epidermis
Xilem Primer
Floem primer
Empulur
Korteks
Kambium Vaskuler
Kambium Gabus
Xilem Sekunder
Floem Sekunder
Parenkim Gabus
Gabus Periderm
menunjukkan jaringan yang timbul dari meristem lateral Gambar 13. Hubungan secara anatomi di dalam batang dikotil
Kambium vaskuler (vascular cambium) adalah suatu silender yang tersusun dari sel-sel meristematik yang membentuk jaringan pembuluh sekunder. Akumulasi jaringan pembuluh sekunder ini selama bertahun-tahun menyebabkan pertambahan diameter tumbuhan berkayu.
Kambium vaskuler menghasilkan xilem sekunder ke arah dalam dan floem sekunder ke arah luar. Sejalan dengan waktu, diameter pohon bertambah besar seiring dengan meningkatnya diameter silinder kambium vaskuler yang membentuk lapisan jaringan sekunder.
Penting sekali dipahami bahwa pertumbuhan primer dan pertumbuhan sekunder terjadi secara bersamaan pada bagian batang yang berbeda-beda. Pada saat meristem apikal sedang memanjangkan bantang dengan cara menghasilkan jaringan primer, termasuk xilem dan floem primer dalam bentuk berkas pembuluh, pertumbuhan sekunder mulai semakin jauh di bawah tunas. Pertambahan jaringan pembuluh sekunder menyebabkan pertumbuhan sekunder mengubah bentuk bagian yang lebih tua pada suatu batang.
Setelah meristem apikal memperpanjang suatu tunas, bagaimana tubuh primer tumbuhan tunas mudah mengalami perubahan dari pertumbuhan primer ke pertumbuhan sekunder ?
Perubahan tersebut terjadi karena kambium vaskuler yang terbentuk dari sel-sel parenkima yang mampu merubah sel-sel menjadi meristematik kembali. Meristem ini terbentuk dalam suatu lapisan antara xilem primer dan floem primer dari masing-masing berkas pembuluh dan dalam lempengan jaringan dasar di antara berkas. Pita-pita meristematik di dalam berkas dan lempengan pembuluh menyatu membentuk kambium vaskuler sebagai suatu silinder kontinu yang tersusun dari sel-sel yang membelah di sekitar xilem primer dan empulur batang.
Silinder kambium vaskuler terlihat seperti cincin dalam sayatan melintang. Di sekitar cicin itu terdapat daerah sel-sel kambium yang saling bergantian disebut inisial lempengan dan inisial fusiformis.
Inisial lempengan (ray initial) adalah sel-sel kambium yang menghasilkan sel-sel parenkima yang berbaris melingkar yang dikenal sebagai lempengan xilem dan lempengan floem. Lempengan jaringan xilem dan floem ini sebagaian besar terdiri dari sel parenkima, berfungsi sebagai sarana sistem transpor radial air dan nutrien di dalam batang berkayu, serta untuk menyimpan pati dan cadangan makanan lainnya.
Sel-sel kambium di dalam berkas pembuluh (vascular) disebut inisial fusiformis (fusiform initial) sel-sel ini memiliki ujung runcing dan memanjang disepanjang sumbu batang. Inisial fusiformis menghasilkan jaringan vaskuler baru, membentuk xilem sekunder ke arah dalam kambium vaskuler dan floem sekunder ke arah luar.
Selama pertumbuhan sekunder berjalan terus-menerus selama bertahun-tahun, lapisan demi lapisan xilem sekunder akan terakumulasi membentuk kayu.
Kayu sebagian besar terdiri dari trakeid, unsur pembuluh dan serat. Sel-sel ini mati pada kematangan fungsional dan memiliki dinding tebal berlignin yang memberikan kekerasan dan kekuatan pada kayu.
Pada daerah beriklim sedang pertumbuhan sekunder pada tumbuhan parennial berhenti setiap tahun karena kambium vaskuler mengalami dormansi selama musim dingin. Pertumbuhan sekunder dimulai lagi pada musim semi berikutnya, trakeid dan unsur pembuluh yang pertama kali berkembang umumnya memiliki diameter yang relatif lebih besar dengan dinding yang tipis, jika dibandingkan dengan xilem sekunder yang dibentuk pada musim panas. Oleh karena itu, dapat dibedakan antara kayu hasil pembentukan pada musim semi dan musim panas.
Lingkaran pertumbuhan tahunan yang terlihat jelas dalam potongan melintang pada sebagian besar batang pohon di daerah beriklim sedang dihasilkan oleh aktivitas tahunan kambium vaskuler, yaitu dormansi kambium, produksi kayu musim semi, dan produksi kayu musim panas. Lingkaran yang terbentuk antara pertumbuhan satu tahun dan pertumbuhan tahun berikutnya umumnya sangat jelas, kadang-kadang memungkinkan kita menaksir umur sebuah pohon dengan cara menghitung lingkaran tahunnya.
Floem sekunder, yang berada disebelah luar kambium vaskuler, tidak berakumulasi selebar xilem sekunder. Sementara diameter pohon bertambah besar, floem sekunder yang lebih tua (paling luar), dan semua jaringan yang berada diluarnya berkembang menjadi kulit, yang akhirnya mengelupas dan lepas dari batang pohon itu.
Selama pertumbuhan sekunder, epidermis yang dihasilkan oleh pertumbuhan primer akan mengelupas, kering dan jatuh dari batang. Kulit itu digantikan oleh jaringan pelindung baru yang dihasilkan oleh kambium gabus, yaitu suatu silinder jaringan meristematik yang pertama terbentuk di korteks bagian luar batang (gambar 28.c.).
Kambium gabus menghasilkan sel-sel gabus yang terakumulasi ke arah ke arah luar
Lapisan gabus bersama-sama dengan kambium gabus membentuk periderm, yaitu lapisan pelindung tubuh tumbuhan sekunder yang menggantikan epidermis dari tubuh primernya.
Istilah kulit kayu (bark) lebih umum dibandingkan dengan periderm, kulit kayu merupakan jaringan yang berada diluar kambium vaskuler dan terdiri dari floem, kambium gabus, dan gabus. Dengan kata lain kulit adalah floem ditambah dengan periderm.
Kambium gabus adalah sebuah silinder dengan ukuran tetap, setelah beberapa minggu membentuk gabus. Bagaimana kambium gabus diperbaharui untuk mengimbangan pertumbuhan sekunder yang terus berlangsung ?
Kambium gabus baru akan terbentuk semakin lama semakin dalam pada koreks.
Akirnya tidak ada korteks yang tersisa, dan kambium gabus akan berkembang dari sel- sel parenkima pada floem sekunder.
Hanya floem sekunder termuda yang berada disebelah dalam kambium gabus yang berfungsi dalam transpor gula. Floem sekunder yang lebih tua berada diluar kambium gabus akan mati dan membantu melindungi batang sampai kambium gabus mengelupas dan lepas sebagai bagian dari kulit selama musim pertumbuhan sekunder berikutnya.
Lentisel (lenticel) yaitu daerah berspons pada kulit, letaknya di antara jaringan gabus yang berupa celah yang menjadi jalan keluar masuknya udara (pertukaran gas untuk keperluan seluler) ke sel-sel yang hidup di sebelah dalam jaringan gabus. Setiap lenti sel terdiri atas sel-sel yang tanpa dilapisi suberin, tersusun longgar dan berdinding tipis.
Gambar 13. Pertumbuhan Sekunder Sebuah Batang
Pada gambar 13, menunjukkan kemajuan pertumbuhan sekunder pada sayatan melintang batang yang umurnya berurutan. Perubahan yang sama akan terlihat jika saudara mengikuti dari daerah yang paling muda, dekat apeks, untuk tiga tahun yang akan datang.
(a) Pada batang yang paling muda, saudara dapat melihat tubuh primer tumbuhan yang dibentuk oleh meristem apikal selama pertumbuhan primer.
Kambium vaskuler mulai berkembang.
(b) Bagian batang ini akan bertambah diameternya ketika inisial fusiformis kambium vaskuler membentuk xilem sekunder ke bagian dalam dan floem sekunder ke bagian luar. Inisial lempengan kambium akan menjadi jaringan parenkima untuk lempengan xilem dan floem. Sementera diameter kambium vaskuler meningkat dan pertumbuhan sekunder terus berlangsung, floem sekunder dan jaringan lain yang bersifat eksternal terhadap kambium tidak dapat mengikuti kecepatan perluasan karena sel-sel tidak membelah lagi.
Sebuah meristem lateral yaitu kambium gabus, berkembang dari sel-sel parenkima pada korteks batang. Kambium gabus menghasilkan sel-sel gabus yang menggantikan epidermis sebagai pelindung pada permukaan batang.
(c) Pada tahun kedua pertumbuhan sekunder, kambium vaskuler akan menambhakan xilem dan floem sekunder, dan kambium gabus menghasilkan gabus. Sementara diameter batang terus bertambah, jaringan yang paling luar terhadap kambium gabus akan rusak dan meluruh dari batang. Kambium gabus kemudian terbentuk lagi pada lapisan korteks yang lebih dalam. Ketika tidak ada korteks awal yang tersisa, kambium gabus akan berkembang dari sel-sel parenkima pada floem sekunder. Epidermis tubuh primer tumbuhan telah digantikan oleh jaringan pelindung tubuh sekunder tumbuhan yang disebut periderm. Periderm terdiri dari kambium gabus dan gabus di bagian luarnya yang disebut kulit kayu terdiri dari floem sekunder dan periderm.
(d) Mikrograf cahaya ini menunjukkan suatu sayatan batang berumur tiga tahun. Perhatikan lingkaran tahunan dan bedakan antara kayu musim semi dan kayu musim panas.
Gambar 14. Penampang batang Tilia. (A, B dari Esau, 1965; C. dari Bracegirdle & Miles, 1971)
Struktur batang primer berbeda dengan struktur batang sekunder, sehingga sering kali digunakan untuk membedakan tipe batang. Biasanya tipe batang dibedakan atas batang Conifer, Dikotil berkayu, Dikotil tidak berkayu (perdu), Dikotil merambat, dan Monokotil.
Gambar 15. Penampang melintang dan membujur batang berkayu Gambar 15. Penampang melintang batang berkayu
Gambar 16. batang Tilia americana dengan 24 lingkaran tahun
III. JARINGAN ORGAN DAUN
Daun merupakan organ tumbuhan yang paling beragam, perbedaan tipe daun Spermatophyta sangat beragam naik mengenai struktur dan fungsinya baik di dalam maupun yang di luar daun. Oleh karena itu, daun dibedakan dalam beberapa tipe, yaitu : 1. Helai daun (foliage leaves)
Helai daun merupakan organ fotosintesis 2. Katafil
Katafil adalah sisik yang tampak pada kuncup dan batang di bawah tanah, berfungsi untuk pelindung atau penyimpan bahan cadangan. Daun paling bawah dari cabang dinamakan profil. Golongan monokotil hanya ada satu profil, sedang pada dikotil ada dua profil.
3. Hipsofil
Hipsofil adalah macam tipe braktea yang mengiringi bunga dan berfungsi sebagai pelindung. Hipsofil berwarna dan berfungsi sama dengan petala.
4. Kotiledon
Kotiledon adalah daun pertama dari tumbuhan. Organ floranya dipandang sebagai daun.
Secara histologi, daun tersusun dari tiga tipe jaringan yaitu epidermis, mesofil (palisade dan sponge), dan jaringan pembuluh.
Daun lengkap terdiri dari pelepah daun, tangkai daun serta helai daun. Helai daun sendiri memiliki urat daun yang tidak lain adalah kelanjutan dari jaringan penyusun batang yang berfungsi menyalurkan hara atau produk fotosintesis. Helai daun sendiri tersusun dari jaringan-jaringan dasar, yaitu epidermis , jaringan tiang , jaringan bunga karang dan jaringan pembuluh.
Permukaan epidermis seringkali terlapisi oleh kutikula atau rambut halus (pilus) untuk melindungi daun dari serangga pemangsa, spora jamur, ataupun tetesan air hujan.
3.1. Jaringan Daun Gymnospermae
Ciri khas daun Gymnospermae yaitu adanya jaringan transfusi, jaringan ini mengelilingi berkas pengangkut dan tersusun atas trakeida, parenkim, dan sel albumin.
Jaringan transfusi jumlah dan susunannya beragam, tergantung marga (genus). Contoh daun tumbuhan Gymnospermae diantara, yaitu daun Pinus dan daun Cycas yang terlihat seperti kulit dan keras, sel epidermisnya berdinding tebal, mempunyai kutikula tebal, dan stomatanya tersebunyi, berada pada permukaan abaksial daun. Mesofil terdiri atas parenkim palisade dan parenkim sponge seperti pada Angiospermae. Hipodermis satu lapis atau dua lapis terdapat diantara epidermis adaksial (atas) dan parenkim palisade.
Epidermis daun jarum (Conifer), yaitu daun pinus terdiri dari sel yang berdinding sangat tebal yang ditutupi kutikula tebal. Stomata terdapat pada semua sisi daun dan melengkung ke dalam (kriptofor). Hipodermis mengandung lignin, mesofil bersal dari sel parenkim, sel mesofil berisi kloroplas dan saluran resin. Dibagian tengah daun terdapat satu atau dua buah berkas pengangkut yang berdekatan.
Gambar 17. Jaringan daun Pinus putih (Pinus strobus) 3.2. Jaringan Daun Angiospermae
Struktur susunan jaringan daun beberapa tumbuhan Angiospermae digambarkan sebagai berikut :
Gambar 18. Struktur jaringan daun jagung (Zea mays)
Daun tumbuhan monokotil, contoh Jagung (Zea mays) memiliki sel buliform yang mengerut bila tanaman kekurang air dan daun menggulung membentuk tabung.
Gambar 19. Penampang melintang daun tebu cultivar RB855113. VB = vascular bundles (berkas pembuluh), BS = bundle sheath cell (sel berkas pembuluh), SC=
Gambar 20. Struktur jaringan daun dikotil tanaman Syringa lilac
Gambar 21. Struktur jaringan daun dikotil tanaman Nerium oleander
Gambar 22. Struktur Jaringan daun Tembakau (c) The epidermal cell wall consists of cellulose fibrils coated with hemicellulose and pectin, a pectin layer between the cell wall and cuticle, and the external cuticle layer. Wax deposits are found on the cuticle layer. (d) A tobacco lamina cross section shows the top epidermal cells (E), columnar palisade cells (p), the horizontal spongy mesophyll cells (sp), and lower epidermal cells (E). Stomata (st) are located over air spaces. The vascular bundle (vb) consists of xylem and phloem cells.
Perbedaan antara jaringan daun monokotil dan dikotil terletak pada jaringan palisade, daun monokotil tidak mempunyai jaringan palisade yang jelas.
Sebaliknya daun dikotil tidak memiliki sel buliform.
Struktur dan fungsi sel dalam jaringan daun, antara lain adalah :
Epidermis terbagi atas epidermis atas dan epidermis bawah. Epidermis berfungsi melindungi jaringan di bawahnya.
Jaringan palisade atau jaringan tiang adalah jaringan yang berfungsi sebagai tempat terjadinya fotosintesis
Jaringan spons atau jaringan bunga karang yang berongga. Jaringan ini berfungsi sebagai tempat menyimpan cadangan makanan.
Berkas pembuluh angkut yang terdiri dari xilem atau pembuluh kayu dan floem atau pembuluh tapis. Xilem berfungsi untuk mengangkut air dan garam-garaman yang diserap akar dari dalam tanah ke daun (untuk digunakan sebagai bahan fotosintesis). Sedangkan floem berfungsi untuk mengangkut hasil fotosintesis ke seluruh tubuh tumbuhan.
Stoma (jamak: stomata) berfungsi sebagai organ respirasi. Stoma mengambil CO2
dari udara untuk dijadikan bahan fotosintesis. Kemudian stoma akan mengeluarkan O2 sebagai hasil fotosintesis. Stoma ibarat hidung kita dimana stoma mengambil CO2
dari udara dan mengeluarkan O2, sedangkan hidung mengambil O2 dan mengeluarkan CO2. Stoma terletak di epidermis bawah. Selain stoma, tumbuhan tingkat tinggi juga bernafas melalui lentisel yang terletak pada batang.
Pada irisan melintang daun menggambarkan lapisan-lapisan jaringan yang berbeda-beda. Permukaan atas daun tertutup selapis sel tunggal yang menyusun epedermis atas, sel-sel penyusunnya agak transparan dan dapat dilalui cahaya ke sel-sel dibawahnya. Sel-sel ini juga mengeluarkan suatu zat yang transparan seperti lilin yang dinamakan kutin. Bahan ini membentuk kutikula yang berfungsi sebagai penghalang lembab di permukaan atas daun tersebut, jadi mengurangi hilangnya air dari daun.
Di bawah sel-sel epidermis atas tersusun satu atau lebih sel yang membentuk lapisan palisade. Sel-selnya berbentuk tabung dan tersusun sedemikian sehingga sumbu panjang tegak lurus pada pada bidang daunnya. Setiap sel penuh dengan kloroplas, dan sel-sel inilah yang melakukan fotosintesis paling banyak di dalam daun. Panjangnya sel meningkatkan peluang cahaya memasuki sel dan diserap oleh kloroplas.
Di bawah lapisan palisade terdapat lapisan bunga karang, sel-selnya tidak beraturan bentuknya dan tersusun tidak rapat dan terisi sedikit kloroplas, fungsi utamanya sebagai penyimpan sementara molekul-molekul makanan yang dihasilkan sel- sel lapisan palisade. Selain itu juga membantu dalam pertukaran gas di antara sel-sel sekitarnya. Selama siang hari sel-sel ini mengeluarkan oksigen dan uap air ke ruang udara yang mengelilinginya. Ruang-ruang udara ini saling berhubungan dan akhirnya ke bagian luar daun melalui pori-pori khusus yang disebut stomata (tunggal disebut stoma).
Di dalam jaringan mesophyll terdapat pembuluh, yang terdiri dari pembuluh xylem dibagian atas dan phloem dibagian bawah. Kedua pembuluh pengangangkutan ini dikelilingi oleh sel (bundle sheath) yang tersusun oleh sel parenchym atau sclerenchym.
Fungsi sel ini utamanya sebagai sel pendukung dan adakalanya sebagai tempat penyimpanan makanan sementara.
Sebagian besar sel-sel epidermis bawah menyerupai epidermis atas, tetapi disekitar setiap stoma terdapat dua sel berbentuk sosis yang dinamakan sel pelindung (guard cell), sel ini mengatur menutup dan membukanya stomata (mengendalikan pertukaran gas antara daun dan atmosfer.
Proses hubungan struktur dan fungsi di dalam daun berlangsung melalui proses difusi, iimbibisi dan osmosis. Difusi dapat terjadi karena adanya perbedaan konsentrasi
plasma sel untuk menyerap air dari luar sel. Sedangkan osmosis adalah difusi molekul air melalui selaput pemisah atau berpindahnya molekul-molekul air dari tempat yang konsentrasi molekul airnya besar ke tempat yang konsentrasi molekul airnya rendah melalui selaput pemisah.
Karbon dioksida dari atmosfer masuk ke dalam daun melaui stomata dengan cara difusi, sedangkan air masuk ke dalam daun melalui pembuluh xylem. Karbon dioksida dan air masuk ke dalam kloroplast yang ada di mesofill (baik pada jaringan polisade maupun bunga karang) melalui sel dan ruang udara juga secara difusi. Begitu juga halnya dengan oksigen hasil fotosintesis keluar dari sel mesofil ke udara melalui stomata juga terjadi secara difusi (CO2 dan O2) sebelum keluar terlarut dalam lapisan air pada permukaan sel.
Di dalam daun selain berfungsi sebagai tempat terbesar terjadinya fotosintesis juga berfungsi sebagai alat transpirasi. Hilangnya air dalam bentuk uap disebut transpirasi, bila yang keluar berbentuk cairan disebut gutasi (umumnya terjadi pada malam hari).
Penguapan sebagian besar keluar melalui stomata, sedangkan penguapan yang melalui kutikula diperkirakan hanya 3 %. Kehilangan air dalam bentuk uap tersebut bisa terjadi ketika stomata membuka pada proses pertukaran zat (CO2 dan O2). Pada musim kemarau yang panas transpirasi berfungsi sebagai pendingin, dimana sejumlah air diuapkan dan pada saat yang sama mengambil air dari dalam tanah, sehingga terjadi aliran air yang dapat tetap menjaga kestabilan suhu di dalam tubuh tanaman. Keuntungan yang lain pengambilan air dari dalam tanah juga akan diikuti oleh mineral-mineral yang terlarut yang dibutuhkan oleh pertumbuhan tanaman.
Stomata selalu membuka pada saat terjadinya fotosintesis dan menutup pada malam hari, membuka dan menutupnya stomata diatur oleh sel penjaga yang melindunginya. Ketika air masuk ke dalam sel penjaga dari sel-sel di sekitarnya, sel penjaga menggelembung dan menyebabkan terbukanya stomata. Sebaliknya ketika air meninggalkan sel-sel penjaga, sel penjaga mengkerut sehingga stomata menjadi tertutup.
Membuka dan menutupnya stomata juga secara alami dipengaruhi oleh lingkungan yaitu gelap dan terang, termasuk faktor konsentrasi CO2. Konsentrasi CO2 yang rendah menyebabkan stomata membuka kendatipun dalam keadaan gelap. Selain itu kekurangan air (water stress) juga menyebabkan membuka dan menutupnya stomata.
Membuka dan menutupnya stomata karena rangsang gelap dan terang, umumnya dikendalikan oleh faktor hormon tanaman.
Perbedaan daun monocotil dan dikotil terutama terletak pad struktur pembuluh, pada irisan melintang terlihat sel-sel yang ukurannya sama, kecuali pada bagian tengah jaringan pembuluh. Bagian atas daun monokotil mempunyai dinding sel yang tipis yang bentuknya “bulliform” disebut sel bulliform. Fungsi sel ini mungkin berhubungan dengan pelipatan daun kearah dalam selama musim kemarau. Pada saat banyak air sel bulliform menggelembung sehingga daun membuka. Ketika sel bulliform kehilangan air daun melipat kedalam dan mengurangi transpirasi. Sel penjaga pada stomata daun monokotil seperti ‘dumbbell’ sedangkan pada daun dikotil seperti biji kacang panjang.
Masing-masing sel penjaga pada daun monokotil berasosiasi dengan epidermis khusus yang disebut sel subsidiary.
