Metagenesis Tumbuhan Paku

Metagenesis (pergiliran keturunan) pada tumbuhan paku merupakan bagian dari mekanisme reproduksi tumbuhan ini.  Reproduksi generatif tumbuhan paku dilakukan melalui peleburan spermatozoid dan ovum. Reproduksi vegetatifnya dengan membentuk spora. Reproduksi generatif dan reproduksi vegetatif berlangsung secara bergantian melalui suatu pergiliran keturunan yang disebut metagenesis. Berikut skema metagenesis pada tumbuhan paku homospora, heterospora, dan peralihan. Berikut adalah bagan metagenesis tumbuhan paku.

Bagan 1: Skema metagenesis pada tumbuhan paku homospora

Bagan 2: Skema metagenesis pada tumbuhan paku heterospora

Bagan 3: Bagan metagenesis paku peralihan

Selain menggunakan spora, beberapa jenis tumbuhan paku bereproduksi vegetatif dengan beberapa cara berikut.
a. Umbi batang, misal Marsilea crenata.
b. Tunas pada tepi daun atau kuncup tunas, misal Asplenium buldiferum.c. Tunas pada ujung daun, misal Asplenium pentifidum.
d. Tunas akar, misal Ophioglosum sp.
e. Fragmentasi, misal Dryopteris rigida.

Source : http://zonabiokita.blogspot.com/2013/08/metagenesis-tumbuhan-paku.html#ixzz3bXYGaSds

Tumbuhan Lumut (Bryophyta) : Ciri-ciri, Klasifikasi, Siklus Hidup, Reproduksi, Struktur

Tumbuhan lumut adalah tumbuhan pertama yang beradaptasi dengan lingkungan darat, menyesuaikan diri dengan lingkungan darat yang lembab dan basah. Karena merupakan peralihan dari habitat air ke habitat darat, maka tumbuhan lumut disebut pula tumbuhan amfibi (amphibious plant). Tumbuhan ini tergolong kelompok Cryptogamae, yaitu kelompok tumbuhan yang alat perkawinannya tersembunyi. Tingkat perkembangan lumut lebih maju dari kerabat dekatnya, yaitu alga. Hal tersebut disebabkan oleh sifat hidupnya yang sebagian besar sudah berada di darat. Selain itu, pada lumut yang berhabitus seperti tumbuhan tingkat tinggi, dalam batangnya sudah ada sekelompok sel-sel memanjang sebagai buluh pengangkut. Lumut juga sudah memiliki rizoid (struktur menyerupai akar pada tumbuhan tingkat tinggi) sebagai alat penyerap dan pelekat. 

Pernahkah kalian memperhatikan dinding kamar mandi atau tembok-tembok yang lembab di sekitar tempat tinggal kalian? Kalian akan menemukan lapisan hijau seperti beludru yang merupakan kumpulan lumut. Mengapa lumut menyukai tempat yang lembab dan teduh? Ini karena saat bereproduksi tumbuhan tersebut membutuhkan air untuk melakukan pembuahan. Tanpa air, sel-sel kelamin jantan tidak bisa mencapai sel-sel kelamin betina.

1. Ciri-ciri Lumut

Lumut memiliki ciri-ciri yang membedakannya dengan tumbuhan lain. Lumut merupakan tumbuhan dengan ukuran relatif kecil, tingginya 2 sampai 50 cm. Tubuhnya tidak memiliki akar, batang, dan daun yang sebenarnya, tetapi mempunyai bagian yang menyerupai akar (rizoid), batang, dan daun. Pada beberapa jenis lumut hati atau lumut tanduk tubuhnya masih berupa talus (lembaran). Perhatikan Gambar 1.

Gambar 1. Struktur / Bagian tubuh lumut

Rizoid adalah struktur menyerupai rambut atau benang-benang yang berfungsi untuk melekatkan tubuh pada tempat tumbuhnya dan menyerap air serta garam-garam mineral. Rizoid ini terdiri dari satu deret sel yang memanjang, terkadang dengan sekat yang tidak sempurna. Batang dan daun lumut belum memiliki floem maupun xylem. Sel-sel penyusun tubuhnya memiliki dinding sel yang terdiri dari selulose. Lumut tidak memiliki sistem pembuluh pengangkut yang khusus untuk mengangkut air dan mineral organik, sehingga proses pendistribusian air berjalan lambat yaitu secara difusi. Daun lumut umumnya disusun oleh sel-sel setebal 1 lapis, kecuali ibu tulang daun, yang mempunyai lebih dari 1 sel. Sel-selnya sempit, panjang, kecil, dan mengandung kloroplas yang tersusun seperti jala.

Tubuh tumbuhan lumut dengan berbagai struktur umum tersebut adalah gametofit. Setelah dewasa, lumut akan membentuk sporofit. Sporofi t adalah struktur tubuh lumut yang terdiri atas bagian-bagian tertentu, yaitu vaginula, kaliptra, dan kolumela. Perhatikan Gambar 2.

Gambar 2. Sporofit tumbuhan lumut

Vaginula adalah bagian sporofit yang terdiri dari kaki yang diselubungi sisa dinding arkegonium, seta (tangkai), dan apofi sis yaitu ujung seta yang agak melebar, yang merupakan peralihan antara seta dengan kotak spora (sporangium). Kaliptra adalah tudung yang berasal dari dinding arkegonium sebelah atas menjadi tudung kotak spora. Sedangkan kolumela adalah jaringan yang tidak ikut mengambil bagian dalam pembentukan spora. Sporofit tumbuhan lumut tumbuh menumpang pada gametofit yang hijau menyerupai daun. Sporofit ini memiliki klorofil, sehingga dapat berfotosintesis. Namun, tumbuhan lumut juga bisa mendapatkan makanan dari gametofit tempatnya melekat.

Habitat lumut adalah tempat-tempat yang memiliki kelembaban yang tinggi. Di lingkungan sekitar, kita bisa melihat berbagai jenis lumut yang menempel pada bebatuan, tembok, sumur, dan permukaan batu bata. Selain itu, tumbuhan lumut banyak dijumpai di hutan yang lebat, di atas tanah atau di atas batu. Tumbuhan lumut juga hidup pada kayu-kayu yang lapuk atau menempel pada kulit pohon sebagai epifit. Di daerah pegunungan ditemui suatu wilayah yang banyak didominasi oleh lumut, sehingga disebut hutan lumut.

Hutan hujan tropis kita merupakan salah satu ekosistem yang kaya akan berbagai jenis lumut. Berbagai jenis lumut juga ditemukan di daerah dengan iklim yang ekstrim. Ada lumut yang hidup di daerah kering atau gurun, di dalam lumpur, dan aliran sungai. Lumut juga dapat dijumpai di daerah kutub utara (Arktik) dan di daerah kutub selatan (Antartika).

2. Siklus Hidup Lumut

Siklus hidup lumut berbeda dengan siklus hidup tumbuhan yang lain karena siklus hidup lumut didominasi oleh gametofit. Gametofit menghasilkan organ kelamin jantan atau anteredium dan organ kelamin betina atau arkegonium. Apabila anteredium dan arkegonium dihasilkan oleh satu gametofit (satu individu lumut) maka jenis tersebut disebut lumut berumah satu atau homotalus, sedangkan apabila keduanya dihasilkan oleh gametofit yang berbeda maka jenis tersebut disebutlumut berumah dua atau heterotalus. Perhatikan Gambar 3 dan 4.

Gambar 3. Lumut homotalus

Gambar 4. Lumut heterotalus

Dalam pembahasan ini kita akan menggunakan contoh siklus hidup pada lumut daun. Perhatikan Gambar 5.

Gambar 5. Siklus hidup lumut daun

Sebagian besar spesies lumut daun bersifat heterotalus. Gametofit jantan membentuk anteredium dan gametofit betina membentuk arkegonium. Sperma dari anteredium dengan perantaraan air berenang menuju sel telur di dalam arkegonium kemudian terjadi pembuahan yang menghasilkan zigot. Zigot yang bersifat diploid kemudian akan mengalami mitosis dan bekembang menjadi sporofi t embrionik di dalam arkegonium. Pada ujung batang sporofit yang memanjang terdapat sporangium, yaitu kapsul tempat spora haploid berkembang. Sporangium juga berfungsi sebagai tempat terjadinya pembelahan mitosis. Setelah masak, kapsul spora pecah dan spora terpencar keluar. Spora-spora tersebut apabila menemukan tempat yang memiliki kelembaban yang sesuai akan berkecambah membentuk protonemata (jamak dari protonema) kecil yang berwarna hijau.

Protonemata haploid tersebut terus tumbuh dan berdiferensiasi sehingga membentuk gametofit. Gametofit dewasa akan membentuk gamet-gamet yang akan berkembang dan kembali menjalani siklus serupa. Perkawinan antara gamet jantan dan gamet betina membentuk spora merupakan perkembangbiakan secara seksual (generatif). Selain melalui perkembangbiakan generatif, lumut juga berkembang biak secara vegetatif. Bagian gametofit lumut yang patah dan terbawa angin atau burung yang mencari bahan sarang bisa tumbuh apabila jatuh di tempat-tempat yang lembab. Beberapa jenis lumut juga sangat mudah membentuk tunas-tunas atau gemma. Gemma merupakan tubuh bersel satu atau banyak. Seringkali, menguncup dari jaringan generatif khusus pada batang, daun, rizoid, atau protenema. Gemma dapat secara efektif memberikan persebaran dalam waktu singkat. Contohnya terdapat pada Calymperes erosumdan Marchantia polymorpha. Jenis yang pertama tersebut adalah anggota lumut daun yang mempunyai gemifereous leaf pada bagian ujung daunnya, sedangkan jenis yang satunya merupakan lumut hati yang mempunyai gemma cup pada permukaan talusnya. Perhatikan Gambar 6 dan 7.

Gambar 6. Calymperes erosum (bryophytes.plant.siu.edu)

Gambar 8. Gemma pada tumbuhan lumut Marchantia polymorpha

3. Klasifikasi Lumut

Di dalam Dunia Tumbuhan, lumut dikelompokkan ke dalam Divisi Bryophyta. Kata Bryophyta dari bahasa Yunani, yaitu bryon (lumut) dan phyton (tumbuhan). Divisi tersebut, berdasarkan bentuk gametofit dan sporofitnya, dibagi menjadi 3 kelas, yaitu Kelas Bryopsida atau lumut daun, Kelas Hepaticopsida atau lumut hati, dan Kelas Anthocerotopsida atau lumut tanduk.

a. Lumut Daun (Bryopsida)

Lumut daun merupakan tumbuhan lumut yang paling terkenal. Hamparan lumut daun terdiri dari satu tumbuhan lumut daun yang tumbuh dalam kelompok yang padat, sehingga satu sama lainnya bisa saling menyokong dan menguatkan. Hamparan ini memiliki sifat seperti karet busa yang bisa menyerap dan menahan air. Contoh lumut daun adalah Sphagnum sp. (lumut gambut), Bryum sp. (hidup di tembok atau batuan yang lembab), dan Aerobrysis longissima (hidup sebagai epifit di hutan). Perhatikan Gambar 9.

Gambar 9. Bryum capillare (bryophytes.plant.siu.edu)

Tubuh lumut daun bisa dibedakan menjadi rizoid, batang, dan daun. Rizoid merupakan deretan sel yang memanjang atau filamen seluler, menyerupai akar pada tumbuhan tingkat tinggi. Melalui rizoid ini, lumut daun dapat melekat pada benda tempat hidupnya, misalnya saja pohon, dinding, atau bebatuan. Sementara, fotosintesis banyak terjadi pada bagian atas rizoid yang menyerupai batang atau daun. Namun perlu diingat, jikalau bentuk batang, daun, maupun akar (rizoid) lumut daun tidak sama persis strukturnya dengan tumbuhan vaskuler.

b. Lumut Hati (Hepaticopsida)

Lumut hati merupakan lumut yang kurang menyolok penampilannya bila dibandingkan dengan lumut daun. Tubuh masih berupa lembaran (talus) yang terbagi atas beberapa lobus. Bentuknya akan mengingatkan pada lobus hati pada hewan. Karena itu, lumut ini dinamakan lumut hati. Contoh lumut hati adalahMarchantia polymorpha dan Porella sp. (Gambar 10).

Gambar 10. Marchantia polymorpha (Wikimedia Commons)

Siklus hidup lumut hati sangat mirip dengan siklus hidup lumut daun, yakni pembiakan secara seksual dan aseksual. Di dalam sporangia, beberapa lumut hati mempunyai sel berbentuk kumparan, disebut elatera, yang muncul dari kapsul. Elatera ini akan terlepas ketika kapsul terbuka, sehingga spora akan terpancar keluar dari kapsul. Selain itu, lumut hati juga dapat berkembangbiak secara aseksual (vegetatif ). Sel yang berperan adalah berkas-berkas sel kecil yang disebut dengan gemma. Oleh tetesan air hujan, gamme ini dapat terpelanting keluar dari mangkuk (talus) yang ada pada permukaan gametofit. Akibatnya, jika gemma jatuh di tempat yang cocok, gemma tersebut akan membentuk individu baru.

c. Lumut Tanduk (Anthocerotopsida)

Lumut tanduk mempunyai kemiripan dengan lumut hati, yakni pada gametofitnya. Bedanya, lumut tanduk memiliki sporofit yang berupa kapsul yang memanjang dan tumbuh seperti tanduk dari hamparan gametofit. Contoh lumut tanduk adalahAnthoceros laevis dan Notothylus indica. Perhatikan Gambar 11.

Gambar 11. Anthoceros sp. (anbg.gov.au)

Lumut Epifit

Lumut epifit adalah sebutan untuk komunitas lumut yang hidup pada pepohonan. Lumut-lumut tersebut hidup menempel pada kulit pohon yang hidup maupun gelondongan kayu yang sudah lapuk. Di hutan, terutama hutan lumut, lumut epifit melingkupi hampir semua bagian hutan, mulai dari pangkal pohon di dekat permukaan tanah sampai permukaan kanopi pohon. Komunitas ini memiliki peran penting terutama dalam siklus hidrologi karena mempunyai kemampuan mengikat dan menahan air yang tinggi.

Source : http://perpustakaancyber.blogspot.com/2012/12/tumbuhan-lumut-bryophyta-ciri-ciri-klasifikasi-reproduksi-struktur.html

Mengenal Kingdom Plantae Divisi Bryophyta (lumut)

Ciri-ciri kingdom Plantae (dunia tumbuhan) yaitu tersusun dari sel eukariotik, multiseluler, mempunyai dinding sel dari selulosa, mempunyai klorofil, menyimpan makanan cadangan dalam bentuk amilum, dan bersifat autotrof.
Dunia tumbuhan digolongkan menjadi tiga divisi yaitu Bryophyta, Pteridophyta, dan Spermatophyta. Bryophyta termasuk Atracheophyta karena tidak mempunyai berkas pembuluh. Sementara itu, Pteridophyta dan Spermatophyta termasuk Tracheophyta karena mempunyai berkas pembuluh.

Dan Dialah (Alloh) yang menurunkan air hujan dari langit, lalu Kami tumbuhkan dengan air itu segala macam tumbuh-tumbuhan maka Kami keluarkan dari tumbuh-tumbuhan itu tanaman yang menghijau. Kami keluarkan dari tanaman yang menghijau itu butir yang banyak; …… Sesungguhnya pada yang demikian itu ada tanda-tanda (kekuasaan Allah) bagi orang-orang yang beriman.

(Quran Surat Al An’aam, 6: 99)

Pembagian divisi Tumbuhan (Plantae) sebagai berikut.

A. Bryophyta (Tumbuhan Lumut)
1. Ciri-Ciri Ciri-ciri Bryophyta sebagai berikut.
a. Hidup di tempat basah atau lembap dan terlindung dari cahaya matahari.
b. Pada permukaan luar tubuh terdapat lapisan berlilin untuk menahan masuknya air.
c. Berwarna hijau karena mempunyai klorofil.
d. Peralihan dari Thallophyta (tidak dapat dibedakan antara akar, batang, dan daun) ke Cormophyta (dapat dibedakan antara akar, batang, dan daun).
e. Gametofit lebih dominan daripada sporofit.

2. Struktur Tubuh Struktur tubuh tumbuhan lumut sebagai berikut.

a. Akar
Tumbuhan lumut mempunyai akar semu yang disebut rizoid. Rizoid berfungsi untuk melekat pada tempat tumbuh (substrat) serta menyerap air dan unsur hara.

b. Batang
Struktur batang tumbuhan lumut sebagai berikut.
1) Lumut hati dan lumut tanduk tidak berbatang dan tidak mempunyai pembuluh angkut. Tubuhnya berbentuk lembaran (talus).
2) Lumut daun mempunyai batang sederhana dengan pembuluh angkut tunggal.

c. Daun
Lumut hati dan lumut tanduk tidak mempunyai struktur daun. Lumut daun mempunyai daun sederhana, berbentuk pipih bilateral dengan satu pembuluh angkut di dalam ibu tulang daun, dan mengandung kloroplas.

Bagaimana sistem transportasi tumbuhan lumut? Air masuk ke dalam tubuh Bryophyta secara imbibisi. Selanjutnya, air tersebut didistribusikan ke bagian-bagian tubuh secara difusi.

3. Klasifikasi Bryophyta dibagi menjadi tiga kelas berdasarkan bentuk gametofit dan sporofitnya.
a. Hepaticopsida (Lumut Hati)
Tubuh Hepaticopsida berupa talus dan
berbentuk lembaran-lembaran seperti hati. Talus berwarna hijau dengan percabangan menggarpu. Talus melekat pada substrat dengan bantuan rizoid.

Tumbuhan lumut merupakan generasi gametofit, yaitu generasi yang menghasilkan sel kelamin (gamet). Gamet jantan (spermatozoid) dihasilkan oleh anteridium dan gamet betina (ovum) dihasilkan oleh arkegonium. Anteridium didukung oleh anteridiofor dan arkegonium didukung oleh arkegoniofor.

Sporofit merupakan badan pembentuk spora yang berkembang dari zigot (peleburan ovum dan spermatozoid). Pada lumut hati, sporofit selalu tumbuh dan berkembang di dalam gametofit betina. Contoh Marchantia polymorphadan  Lunularia sp.

b. Anthocerotopsida (Lumut Tanduk)
Generasi gametofit berupa talus dengan tepi rata atau bertoreh. Sporofit tertancap di dalam gametofit, tetapi kapsul sporofit berada di luar talus berbentuk seperti tanduk ( horn ). Pangkal kapsul sporofit dilindungi oleh involukrum. Contoh  Notothylas sp. dan  Anthoceros sp.

c. Bryopsida (Lumut Daun) Tubuh Bryopsida terdiri atas tiga bagian, yaitu rizoid, batang, dan daun. Daun berfungsi untuk fotosintesis. Sporofit tumbuh pada gametofitnya atau pada tumbuhan lumut itu sendiri, serta bersifat parasit terhadap gametofit.
Gametofit dapat dibedakan antara gametofit jantan (anteridia) dan  gametofit betina (arkegonia). Contoh Sphagnum sp.,  Fissident  sp., dan  Polytrichum  sp. Polytrichum sp. merupakan  tumbuhan  lumut berumah satu. Sporofit Polytrichum tumbuh menjulur dari gametofit.

4. Reproduksi Lumut
Pada reproduksi tumbuhan lumut terjadi metagenesis yaitu pergiliran keturunan secara teratur antara generasi sporofit (2n) dan generasi gametofit (n). Generasi sporofit menghasilkan spora, sedangkan generasi gametofit menghasilkan gamet jantan dan gamet betina untuk melakukan reproduksi. Gametofit merupakan generasi yang dominan dalam siklus hidup tumbuhan lumut. Metagenesis pada Bryophyta digambarkan pada skema berikut.

Gambar metagenesis lumut.

Reproduksi generatif dilakukan melalui perkawinan antara gamet jantan dan gamet betina. Sporofit yang dihasilkan bersifat diploid (2n).
Reproduksi vegetatif dilakukan dengan dua cara berikut.
a. Membentuk spora haploid (n) yang bersifat homospora.
b. Membentuk pundi kuncup ( gemma cup).

5. Peranan a. Marchantia polymorpha untuk mengobati gangguan fungsi hati.
b. Sphagnum  sebagai media tanam benih tumbuhan, pengganti kapas, dan sebagai bahan bakar.
c. Lumut gambut di daerah rawa dapat dijadikan sebagai pupuk penyubur tanah.

Source : https://biosejati.wordpress.com/2012/08/24/mengenal-kingdom-plantae-divisi-bryophyta-lumut/

Perbedaan Bryophyta (lumut) dan Pteridophyta (paku)

Organisme pertama yang mendiami tanah 420 juta tahun yang lalu. Ini adalah tanaman yang paling awal. Mereka adalah Tanaman eukariota dan autotrof. Mereka juga beradaptasi dengan cara hidup di terestrial. Metode nutrisi tanaman adalah fotosintesis. Tanaman secara bertahap meningkatkan adaptasi terhadap kehidupan di darat bersama dengan evolusi. Klasifikasi tanaman yang terkait dengan adaptasi mereka menunjukkan ke cara hidup di darat. Menurut klasifikasi modern, kerajaan Plantae meliputi lima filum yang paling primitif dua filum diantaranya adalah filum Bryophyta dan filum pteridophyta.

Bryophyta (lumut)

Lumut termasuk lumut hati dan lumut daun. Lumut adalah kelompok pertama tanaman yang mendiami tanah. Mereka tidak sepenuhnya beradaptasi dengan kehidupan terestrial, karena tanaman yang dominan mereka gametofit, tubuh tumbuhan tidak mengalami diferensiasi menjadi akar, batang atau daun sejati, rhizoid adalah organ utama untuk melekat, pembuluh angkut dan jaringan mekanik tidak hadir, air eksternal diperlukan untuk pembuahan, sporofit tergantung sepenuhnya atau sebagian pada gametofit dll. Tapi mereka menunjukkan beberapa adaptasi untuk kehidupan di darat. Organ reproduksi adalah organ multiseluler dengan penutup steril. Spora dibuang oleh angin. Lumut menunjukkan pergantian generasi heteromorfik dalam siklus hidupnya. Pergiliran keturunan adalah adalah silih bergantinya fase gametofit haploid dengan sporofit diploid dalam siklus hidup.

Pteridophyta (paku)

Pteridophyta termasuk pakis. Fase yang dominan adalah fase sporofit. Sporofit independen, diploid dan mengalami diferensiasi menjadi akar, batang dan daun. Jenis Batang adalah rimpang dibawah tanah, yang dapat mengatasi kondisi yang tidak menguntungkan. Daun besar dan majemuk. Daun muda menunjukkan vernation circinate. Jaringan pembuluh angkut dan jaringan mekanik sudah hadir. Sebuah kutikula hadir meliputi bagian areal dari pteridophyta . Pada permukaan bawah selebaran matang, dekat sisi, kelompok sporangia atau sori diproduksi. Sporangia yang melekat pada plasenta atau reseptor oleh tangkai yang panjang. Sporangia tahap perkembangan yang berbeda dapat dilihat dalam sorus tunggal. Inducium melekat ke puncak plasenta mencakup semua sporangia. Di paku pedang, hanya ada satu jenis spora yang terbentuk seperti pada Poganatum. Oleh karena itu, dikatakan homospora. Pteridophyta lebih baik beradaptasi untuk hidup di darat jika dibandingkan dengan lumut.

Apa perbedaan antara bryophyta dan Pteridophyta ?

1. Dalam Pteridophyta, fase dominan adalah generasi sporofit sedangkan, pada lumut, fase dominan adalah generasi gametofit.
2. Pada lumut, tubuh tumbuhan tidak mengalami diferensiasi menjadi akar, batang atau daun sejati tetapi, dalam pteridophyta , sporofit memiliki daun, akar, dan batang sejati (rimpang).
3. Dalam pteridophyta , sistem akar berkembang baik yang hadir untuk penyerapan dan jangkar sedangkan sistem akar belum berkembang dengan baik pada lumut.
4. Dalam pteridophyta , sistem pembuluh darah hadir dengan xilem dan floem tetapi, dalam lumut, tidak ada sistem vaskular.
5. bagian Areal dari sporofit pteridophyta ditutupi dengan kutikula untuk transpirasi, tetapi tidak ada kutikula seperti itu pada lumut.
6. Stomata hadir dalam pteridophyta tetapi tidak ada dalam lumut.
7. Sebuah rimpang bawah tanah hadir dalam pteridophyta untuk menahan kondisi yang tidak menguntungkan. Tidak ada struktur seperti itu pada lumut.
8. Ramenta dan vernation circinate hadir dalam pteridophyta dan absen, dalam lumut.

Source : http://kliksma.com/2015/01/perbedaan-bryophyta-lumut-dan-pteridophyta-paku.html