Tumbuhan memiliki peran sangat penting bagi kehidupan yang ada di bumi. Sehingga sepatutnya kita jaga tumbuhan yang ada di sekeliling kita. Karena salah satu fungsi tumbuhan yang mutlak kita butuhkan adalah oksigen yang dihasilkannya. Selain hal itu, tumbuhan juga berperan dalam menjaga keseimbangan lingkungan, seperti menjaga pengikisan tanah, membantu mendinginkan iklim di sekitarnya dengan cara menguapkan air melalui proses respirasinya.
Pada materi ini anda akan diajak untuk memahami dasar pengelompokkan tumbuhan berbiji. Setelah mempelajari bab ini anda akan mampu mengidentifikasi ciri-ciri umum spermatophyta, menjelaskan dasar-dasar klasifikasi spermatophyta, membandingkan karakteristik gymnosperma dengan angiosperma, serta mengaitkan peran spermatophyta pada kehidupan sehari-hari
TUMBUHAN BERBIJI (Spermatophyta)
Secara umum tumbuhan dibagi menjadi tumbuhan berpembuluh (Vaskular) dan tumbuhan tak berpembuluh (Nonvaskular). Tumbuhan berpembuluh dibagi menjadi dua kelompok yaitu: tumbuhan vaskular berbiji (Spermatophyta) dan tumbuhan vaskular tak berbiji (seedless vascular plant). Divisi yang termasuk pada tumbuhan vaskular tak berbiji yaitu divisi lycophyta biasa disebut likofit dan divisi pterophyta biasa disebut pterofit. Contoh dari likofit adalah lumut gada, lumut jarum dan quillwort. Sedangkan contoh dari pterofit yaitu pakis, tumbuhan paku, dan tumbuhan paku ekor kuda.
 |
| Gambar Hubungan Antar Tumbuhan |
1. Ciri umum spermatophyta
Spermatophyta merupakan golongan tumbuhan dengan tingkat perkembangan filogenetik tertinggi, yang memiliki ciri khas berupa biji. Akar, batang, dan daun pada spermatophyta telah dapat dibedakan dengan jelas. Daun termasuk pada tipe makrofil dengan bentuk dan susunan tulang daun beraneka ragam. Akarnya tumbuh dari kutub akar, dan sporofil terangkai sebagai strobilus atau bunga. Spermatophyta dibagi menjadi dua kelompok yaitu Gymnosperma dan Angiospermae. Gymnosperma (Gymnosperm dari kata Yunani gymnos adalah telanjang dan sperm yaitu biji) dikelompokkan sebagai tumbuhan berbiji terbuka tanpa bunga dan buah, sedangkan Angiospermae (Angiosperm, dari kata Yunani angion, wadah) dikelompokkan sebagai tumbuhan berbiji tertutup (biji terkandung di dalam buah), berbunga, dan berbuah.
 |
| Gambar Ciri Umum Spermatophyta |
a.
Gimnosperma
Gimnosperma memiliki biji yang tidak terselubung didalam ovarium, biji tersebut terekspos pada daun yang termodifikasi (sporofil) dan biasanya membentuk rujung (strobili). Fosil gimnosperma awal berasal dari 305 juta tahun lalu. Pada saat itu gimnosperma hidup pada ekosistem Karbon yang didominasi oleh likofit, paku ekor kuda, pakis, dan tumbuhan vaskular tak berbiji lainnya. Seiring pergantian periode karbon menjadi periode perm, iklim berubah derastis menjadi lebih kering. Hal tersebut menguntungkan pada proses penyebaran gimnosperma. Sehingga setelah periode perm berganti menjadi Era Mesozoikum, gimnosperma mendominasi ekosistem terrestrial dan berperan sebagai persediaan makan bagi dinosaurus herbivora raksasa.
1) Ciri Gimnosperma
Pada umumnya gimnosperma merupakan tumbuhan berkayu dengan bentuk perawakan (habitus) berupa semak, perdu atau pohon. Gimnosperma tidak memiliki bunga yang sesungguhnya (bunga mereduksi menjadi kantong serbuk sari dan bakal biji), sporoļ¬l terpisah-pisah membentuk strobilus jantan dan strobilus betina. Mempunyai sistem akar tunggang dan batang tegak lurus serta bercabang-cabang. Akar dan batang berkambium, sehingga selalu mengalami pertumbuhan sekunder. Rujung (strobilus) mengandung 2 sporofil (tempat menempel bakal biji), yaitu makrosporangium dan mikrosporangium yang terpisah satu sama lain. Proses penyerbukan hampir selalu dengan bantuan angin (anemogami), dan serbuk sarinya langsung jatuh pada bakal biji. Jarak waktu antara penyerbukan sampai pembuahannya relatif panjang, dan sel kelamin jantan umumnya berupa spermatozoid yang masih bergerak aktif.
2) Klasifikasi Gymnosperma
Anggota Gymnosperma yang masih ada sampai saat ini, digolongkan menjadi 4 divisi, yaitu divisi Cycadophyta, divisi Ginkgophyta, divisi Gnetophyta, dan divisi Coniferophyta. Cycadophyta (sikad) muncul di bumi ketika menjelang akhir zaman Palaeozoikum. Habitus (perawakan) seperti palem, berkayu, tidak bercabang atau hanya sedikit percabangan. Pertumbuhan sekunder kadang-kadang disebabkan oleh beberapa kambium yang berbentuk lingkaran. Sporofil tersusun dalam strobilus yang berumah dua (dalam 1 strobilus terdapat 1 alat kelamin), dan strobilusnya selalu berada di bagian ujung tanpa bagian yang menyerupai daun pada pangkalnya. Strobilus jantan tersusun dari banyak sporofil yang berbentuk sisik dengan banyak mikrosporangium. Strobilus betina juga berukuran besar, sporofil berbentuk sisik dengan dua bakal biji. Bakal bijinya memiliki satu integumen yang tebal.
Ginkgophyta tersebar luas di zaman Mesozoikum dan Tersier, berupa pohon dioceus (berumah dua) yang mempunyai tunas panjang dan pendek. Daunnya berbentuk pasak atau kipas dan memiliki tangkai panjang, dengan pertulangan daun bercabang-cabang dan menggarpu. Rangkaian sporofil berada pada tunas pendek dalam ketiak daun. Strobilus jantan terpisah-pisah, mikrosporofil tidak banyak, dan dudukannya tidak teratur dengan 2-4 mikrosporangium (kantong sari). Makrosporofil mempunyai dua bakal biji yang terletak pada suatu tangkai panjang, dan masing-masing pangkalnya dikelilingi satu tonjolan yang melingkar. Biji memiliki kulit luar berdaging dan kulit dalam yang keras, serta lembaganya memiliki dua daun lembaga.
Ginkgo biloba merupakan satu-satunya spesies yang masih ada dari Ginkgophyta. Ginkgo biloba dikenal sebagai pohon rambut perawan (maidenhair tree). Daunnya berubah menjadi keemasan ketika musim gugur. Ginkgo sering digunakan sebagai pohon hias di perkotaan karena sifatnya yang toleran terhadap polusi udara.
Gnetophyta merupakan tumbuhan berkayu yang batangnya bercabang-cabang atau tidak bercabang, atau hanya berupa hipokotil yang menebal. Gnetophyta memiliki daun tunggal yang berhadapan. Bunga majemuk, berkelamin tunggal, dan terdapat pada ketiak daun serta memiliki tenda bunga. Bunga betina memiliki bakal biji yang tegak (atrop). Fertilisasi melalui perantara tabung polen (buluh serbuk) dengan dua inti generatif yang berbeda ukuran. Lembaga memiliki dua daun lembaga. Gnetophyta terdiri dari tiga genus yaitu Gnetum, Ephedra, dan Welwitschia. Walaupun ketiganya memiliki penampilan yang sangat berbeda, genus tersebut dikelompokkan berdasarkan data molekuler. Contoh dari genus Gnetum yaitu melinjo (Gnetum gnemon).
b. Angiosperma
1) Ciri angiosperma
Angiosperma merupakan tumbuhan berbiji yang memiliki organ reproduksi berupa bunga dan buah. Angiosperma berasal dari bahasa Yunani angion artinya botol, sperma artinya biji. Atri kata tersebut mengacu pada biji yang terkandung didalam buah (ovarium yang telah matang). Anggota tumbuhan angiosperma dapat berupa tumbuhan kayu atau tumbuhan herba (berbatang basah), serta memiliki bentuk dan susunan bunga yang bermacam-macam. Mikrosporangia terdapat pada mikrosporofil yang disebut benang sari. Kelompok tumbuhan ini tersebar luas dan memiliki keanekaragaman spesies hingga lebih dari 250.000 spesies.
Semua angiosperma diklasifikasikan ke dalam divisi Anhophyta yang berasal dari bahasa Yunani yaitu anthos yang artinya bunga. Bunga merupakan struktur yang terspesialisai untuk reproduksi seksual. Proses reproduksi seksual angiosperma banyak dibantu oleh serangga atau hewan lain yang dapat memindahkan polen (serbuk sari) dari satu bunga ke bunga lain. Namun, ada beberapa angiosperma yang proses polinasinya dibantu oleh angin, terutama pada tumbuhan angiosperma yang tumbuh dalam populasi padat, contohnya rerumputan atau pohon-pohon di hutan beriklim sedang.
Bunga memiliki beberapa bagian diantaranya kelopak, mahkota, benang sari, dan putik. Berdasarkan bagian-bagiannya, bunga dibedakan menjadi bunga lengkap dan bunga tidak lengkap. Bunga lengkap memiliki perhiasan bunga (perianthium) berupa kelopak (kalyx) dan mahkota (corolla). Sedangkan, bunga tak lengkap tidak memiliki salah satu dari perhiasan bunga tersebut. Berdasarkan alat kelaminnya bunga dibedakan menjadi bunga lengkap dan bunga tak lengkap. Bunga lengkap memiliki alat kelamin jantan berupa benang sari dan alat kelamin betina berupa putik. Sedangkan, bunga tak lengkap hanya memiliki salah satunya berupa putik atau benang sari.
Buah terbentuk dari ovarium yang telah matang dan berfungsi untuk melindungi biji yang dorman serta membantu penyebaran. Berbagai adaptasi dari buah-buahan dapat berbentuk parasut atau baling-baling guna membantu penyebaran melalui angin. Adaptasi buah kelapa yang memungkinkan untuk penyebaran melalui air. Buah yang teradaptasi membentuk kait sehingga dapat tersebar melalui hewan dengan cara menempel pada bulu atau rambut hewan, ataupun baju yang dikenakan oleh manusia. Buah yang memiliki daging buah yang dapat dimakan, namun bijinya keras, sehingga biji dapat tersebar belalui hewan yang memakan buahnya namun meninggalkan bijinya.
2) Keanekaragaman angiosperma
Awalnya angiosperma dibagi menjadi dua kelompok tumbuhan yaitu monokotil dan dikotil. Pembagian tersebut berdasarkan jumlah kotiledon (daun lembaga) pada embrio. Tumbuhan yang memiliki satu kotiledon disebut monokotil sedangkan yang memiliki dua kotiledon disebut dikotil. Namun, berdasarkan penelitian DNA terbaru menyatakan bahwa pembedaan mokotil dan dikotil tidak sepenuhnya menunjukkan hubungan evolusioner. Berdasarkan hasil penelitian tersebut angiosperma dibagi menjadi empat kelompok yaitu: Angiosperma Basal, Magnoliid, Monokotil, dan Eudikotil.
Angiosperma basal mencakup tumbuhan berbunga yang tergolong ke dalam garis-garis keturunan tertua. Angiosperma basal ini mencakup tiga garis keturunan yaitu : lili air (Nyamphaea ‘Rene Gerard’), star anise (Illicium floridanum), dan Amborella trichopoda. Magnoliid mencakup tumbuhan yang berkayu maupun herba, susunan bunga spiral dan lebih berkerabat dekat dengan eudikotil dan monokotil. Contoh dari magnoliid yaitu magnolia selatan (Magnolia grandiflora) yang merupakan magnoliid berkayu.
Lebih dari seperempat spesies angiosperma merupakan monokotil. Monokotil memiliki karakteristik diantaranya: satu kotiledon, pertulangan daun biasanya sejajar, batang memiliki jaringan vaskular tersebar, sistem akar biasanya serabut (tidak ada akar utama), serbuk polen memiliki satu bukaan, dan bunga biasanya berkelipatan tiga. Contoh dari monokotil yaitu: anggrek (Lemboglossum rossii), Palem kurma katai (Phoenix roebelenii), Lili (Lilium ‘Enchantment’), dan Jelai (Hordeum vulgare).
Lebih dari duapertiga spesies angiosperma merupakan eudikotil. Eudikotil merupakan angiosperma yang memiliki ciri-ciri diantaranya: dua kotiledon, daun tunggal atau majemuk dengan pertulangan menjari atau menyirip, jaringan vaskular biasanya tersusun membentuk cincin, batang bercabang dengan ruas-ruas yang tidak jelas, batang dan akar berkambium sehingga mengalami pertumbuhan sekunder, akar tunggang (memiliki akar utama), dapat berupa tumbuhan semak, herba, ataupun pohon, polen memiliki tiga bukaan, dan bunga biasanya berkelipatan dua, empat, atau lima. Contoh dari eudikotil yaitu Poppy California (Eschscholzia californica), Ek pyrene (Quercus pyrenaica), Dog rose (Rosa cania), Ercis salju (Pisum sativum), dan bunga zucchini (Cucurbita pepo).
2. Reproduksi tumbuhan berbiji
a. Gymnosperma
Pada gymnosperma lebih sering terjadi reproduksi seksual dibandingkan dengan reproduksi aseksualnya. Pinus memiliki siklus hidup yang khas, yaitu fertilisasi (pembuahan) terjadi di dalam jaringan sporofit induknya. Seperti gymnosperma yang lain, pinus memiliki strobilus (tajuk yang berbentuk kerucut). Strobilus tersebut merupakan tempat berkembangnya sporangium (mikrosporangium atau makrosporangium) yang menghasilkan mikrospora atau makrospora. Pada reproduksi seksual mikrospora (gamet jantan) membelah menghasilkan polen yang akan dilepaskan ke udara. Sedangkan pada strobilus penghasil ovul, megaspora berkembang menjadi gametofit betina yang tetap berada pada sporangia. Setelah polen menempel pada strobilus betina maka polen akan berkecambah. Polen tersebut membentuk tabung polen yang tipis untuk membawa inti sperma menuju ovul. Ovul yang terfertilisasi akan berkembang menjadi biji dan disebarkan oleh angin. Biji yang mendarat pada lingkungan yang tepat akan bergerminasi, sehingga embrio muncul sebagai semaian pinus.
b. Angiosperma
Siklus hidup angiosperma memiliki kekhasan berupa fertilisasi ganda. Mikrospora pada angiosperma akan membentuk gametofit jantan sedangkan megaspora membentuk gametofit betina. Gametofit jantan tersebut berada pada polen yang berkembang di dalam mikrosporangia pada anter. Setiap gametofit jantan memiliki dua sel haploid berupa sel generative yang membelah menghasilkan dua sperma, dan sel tabung yang menghasilkan tabung polen. Sedangkan ovul memiliki satu gametofit betina yang berkembang di dalam ovarium.
Setelah polen terlepas dari anter, polen akan dibawa menuju stigma yang lengket. Pada stigma tersebut polen akan bergerminasi dan menjulurkan tabung polen menuju ovarium serta menembus mikropil (micropyle) untuk melepaskan kedua sperma ke dalam gametofit betina. Satu sperma memfertilisasi sel telur membentuk zigot diploid, sedangkan sperma yang lain berfusi dengan dua nukleus di sel tengah menghasilkan sel triploid. Peristiwa fertilisasi yang menghasilkan zigot dan sel triploid merupakan tipe fertilisasi ganda yang hanya terjadi pada angiosperma. Setelah proses fertilisasi ganda tersebut, ovul akan matang menjadi biji dan disebarkan. Jika biji berada pada lingkungan dan kondisi yang menguntungkan, maka biji akan bergerminasi sehingga muncul embrio sebagai semaian.
3. Peranan Tumbuhan Berbiji Pada Kesejahteraan Manusia
Tumbuhan memiliki peran penting bagi kehidupan di dunia. Tumbuhan merupakan pemasok oksigen kelingkungan dan sebagai sumber makanan bagi organism heterotrof. Tumbuhan juga merupakan penyusun utama ekosistem terutama ekosistem hutan. Tumbuhan merupakan tempat tinggal atau habitat bagi berbagai jenis hewan. Tumbuhan berbiji merupakan sumber utama bahan pangan yang dikonsumsi manusia, baik berupa sayuran, makanan pokok, sumber protein, vitamin, karbohidrat, lemak, dan sumber serat, serta sumber obat-obatan. Bahan sandang juga dapat diperoleh dari tumbuhan berbiji, contohnya kapas (Gossypium sp.) dan rami. Peran lain dari tumbuhan berbiji yaitu sebagai tanaman hias, bumbu dapur, mebeler, bahan bangunan atau ukiran berbagai jenis pohon yang berkualitas.
4. Ancaman Bagi Keanekaragaman Tumbuhan
Walaupun tumbuhan merupakan sumber daya alam yang dapat diperbarui, keanekaragaman tumbuhan tidak dapat diperbarui. Seiring bertumbuhnya populasi manusia maka meningkat pula kebutuhan terhadap ruang. Penyebab utama kehancuran hutan yaitu metode penggundulan hutan dengan cara tebang dan bakar. Hilangnya spesies tumbuhan sering diikuti oleh hilangnya spesies lain.
 |
| Gambar Penggundulan Hutan Dengan Cara Tebang Bakar |
DAFTAR PUSTAKA
- Campbell, N. A., Reece, J. B., Urry, L. A., Cain, M. L., Wasserman, S. A., Minorsky, P. V. & Jackson, R. B. (2012). BIOLOGI Edisi 8, Jilid 2 Neil A. Campbell & Jane B. Reece. Jakarta: Penerbit Erlangga.
- Citrosupomo, G. (2010). Taksonomi Tumbuhan (Spermatophyta). Yogyakarta: Gadjah Mada University Press.
- Hidayat, E. B. (2005). Anatomi Tumbuhan Berbiji,Bandung: Penerbit ITB
