REPRODUKSI TUMBUHAN GYMNOSPERMAE (BIJI TERBUKA), BRYOPHYTA (LUMUT) DAN PTERIDOPHYTA (PAKU) SERTA TEKNOLOGI REPRODUKSI TUMBUHAN

 Reproduksi Tumbuhan Gymnospermae

     Tumbuhan yang bijinya tidak tertutup kulit buah atau berbiji terbuka disebut tumbuhan Gymnospermae. Pohon pinus, melinjo, ginkgo, dan pakis haji tergolong Gymnospermae. Tumbuhan Gymnospermae tidak memiliki bunga seperti halnya tumbuhan Angiospermae. Akan tetapi, tumbuhan Gymnospermae memiliki alat reproduksi seksual (generatif) yang disebut strobilus atau runjung.

Pada tumbuhan pinus dan melinjo terdapat dua jenis strobilus dalam satu pohon yaitu strobilus jantan dan strobilus betina. Pada tumbuhan pakis haji strobilus jantan dan betina terpisah atau tidak berada dalam satu pohon. Pada strobilus jantan terdapat sporangia (ruang-ruang spora). Sel-sel di dalam sporangia akan mengalami meiosis dan menghasilkan mikrospora. Mikrospora akan berkembang membentuk serbuk sari. Serbuk sari yang dihasilkan oleh tumbuhan pinus adalah serbuk sari yang bersayap. Pada strobilus betina terdapat banyak  megasporangium. Sel dalam megasporangium akan mengalami meiosis dan menghasilkan megaspora. Inti megaspora akan mengalami mitosis membentuk sel telur.

Penyerbukan pada Gymnospermae terjadi jika serbuk sari menempel pada liang bakal biji. Serbuk sari akan tertangkap oleh cairan yang terdapat di lubang bakal biji. Jika cairan menguap maka serbuk sari akan dapat masuk ke bakal biji dan terjadilah pembuahan. Biji tumbuh di dalam megasporofil dan dilengkapi sayap.

Tumbuhan Gymnospermae dapat bereproduksi secara aseksual. Tumbuhan Gymnospermae yang dapat bereproduksi secara aseksual, misalnya tumbuhan pakis haji dan pinus. Tumbuhan pakis haji dapat reproduksi dengan menggunakan tunas yang disebut bulbil. Tumbuhan pinus dapat berkembangbiak dengan menggunakan tunas akar.

 

(a) Strobilus Jantan dan Betina Pada Melinjo,

(b) Tunas Akar pada Pinus,

(c) Bulbil pada Pakis Haji.

Siklus hidup pada Gymnospermae terdiri atas dua tahapan, yaitu sporofit dan gametofit.

 

Reproduksi Tumbuhan Paku

 (a) Paku Ekor Kuda, (b) Pteris

Pada tumbuhan pakis dan juga tumbuhan paku lain tidak berkembangbiak dengan menggunakan bunga tetapi menggunakan spora. Akan tetapi, tumbuhan paku juga tetap dapat menghasilkan sel kelamin dalam reproduksinya. Dengan demikian, tumbuhan paku dapat mengalami repoduksi secara aseksual maupun seksual.

Tumbuhan paku yang dapat kita amati berada dalam tahap sporofit, karena dapat menghasilkan spora.  Jika kadar air pada kotak spora berkurang, kotak spora akan sobek dan mengeluarkan spora yang ada di dalamnya. Spora akan tersebar dan akan tumbuh menjadi protalium jika lingkungannya sesuai untuk tumbuh.

Tahap gametofit dimulai ketika protalium tumbuh. Protalium akan berkembang dan menghasilkan anteridium dan arkegonium. Anteridium akan menghasilkan spora berflagel (berekor) dan arkegonium akan menghasilkan sel telur.

Siklus Hidup Tumbuhan Paku

Fertilisasi terjadi jika sperma yang dihasilkan oleh anteridium sampai pada sel telur yang dihasilkan oleh arkegonium. Meskipun memiliki flagel, sperma tumbuhan paku memerlukan air untuk pergerakannya. Zigot yang tumbuh dan berkembang akan memulai tahap sporofit baru. Siklus yang terjadi pada tumbuhan paku disebut juga pergiliran keturunan.

Reproduksi aseksual pada tumbuhan paku dilakukan dengan rhizoma. Rhizoma dapat tumbuh ke segala arah dan membentuk koloni tumbuhan paku yang baru. Rhizoma adalah batang yang tumbuh di dalam tanah.

 

 

Reproduksi Tumbuhan Lumut

Tumbuhan Angiospermae, Gymnospermae, dan tumbuhan paku kita jumpai pada tahap sporofit. Akan tetapi tumbuhan lumut yang sering kita jumpai berada pada tahap gametofit.

Siklus Hidup Lumut

Tumbuhan lumut mengalami reproduksi aseksual melalui kuncup atau gemmae dan melakukan fragmentasi. Fragmentasi terjadi ketika tumbuhan lumut melepaskan sebagian tubuhnya untuk menjadi individu baru.

Struktur Gemmae pada Lumut

Lumut merupakan kelompok tumbuhan yang masih sederhana, lumut belum memiliki akar, batang, dan daun yang sejati. Secara umum lumut dikelompokkan menjadi tiga, yaitu lumut hati, lumut tanduk, dan lumut daun.

 (a) Lumut Hati; (b) Lumut Tanduk; (c) Lumut Daun

Meskipun tumbuhan lumut memerlukan kondisi yang lembab untuk tumbuh dan bereproduksi, banyak jenis lumut yang dapat bertahan dalam kondisi yang kering dalam kurun waktu yang cukup lama. Mereka dapat tumbuh pada tanah yang tipis dan pada tanah di tempat tumbuhan lain tidak dapat tumbuh. Spora dari lumut akan dibawa oleh angin. Spora akan tumbuh menjadi tumbuhan baru jika ada air dan beberapa komponen pendukung lain.

Seringkali lumut merupakan tumbuhan yang pertama kali tumbuh pada lingkungan yang sudah rusak misalnya akibat aliran lava atau akibat kebakaran hutan. Oleh karena itu, lumut juga disebut organisme pioner atau tumbuhan perintis. Sebagai tumbuhan pioner, lumut akan tumbuh dan mati membentuk nutrisi tanah. Proses ini bersamaan dengan pelapukan bebatuan akibat panas, angin (pelapukan fisika), dan zat kimia lain seperti zat asam atau oksigen (pelapukan kimia) yang akhirnya membentuk tanah, sehingga pada akhirnya tumbuhan lain dapat tumbuh pada daerah tersebut.

Beberapa lumut juga dapat membantu menyimpan nitrogen dalam tanah dan menyimpan air. Beberapa juga dapat digunakan sebagai obat hepatitis, seperti kelompok lumut hati Marchantia polymorpha. Beberapa kelompok dari lumut daun seperti Sphagnum yang sudah lapuk dapat digunakan sebagai bahan bakar seperti batu bara.

 

Teknologi Reproduksi Pada Tumbuhan

a. Hidroponik

Hidroponik merupakan cara penanaman tumbuhan dengan menggunakan larutan nutrisi dan mineral dalam air dan tanpa menggunakan tanah. Tanaman darat khususnya sayuran seperti paprika, tomat, timun, melon, terong, dan selada dapat ditumbuhkan secara langsung dalam wadah yang berisi nutrisi atau dengan ditambah medium yang tak larut dalam air, misalnya kerikil, arang, sekam, spons, atau serbuk kayu.

Ilmuwan menemukan bahwa tumbuhan menyerap nutrisi yang penting dalam bentuk ion-ion yang terlarut dalam air.

Tanaman yang Ditanam dengan Teknik Hidroponik

 

b. Vertikultur

Vertikultur adalah teknik budidaya tanaman dengan cara membuat instalasi secara bertingkat (vertikal) dengan tujuan untuk meningkatkan jumlah tanaman.

Vertikultur

Teknik budidaya ini merupakan konsep penghijauan yang cocok untuk daerah perkotaan dan lahan terbatas.

 

c. Kultur Jaringan Tumbuhan

Kultur jaringan adalah suatu metode perbanyakan tumbuhan dengan cara mengambil suatu bagian dari tanaman, seperti sel atau sekelompok sel, jaringan, atau organ. Bagian tanaman yang telah diambil selanjutnya ditumbuhkan dalam kondisi steril pada medium yang mengandung nutrisi dan zat pengatur tumbuh (hormon).

Kultur Jaringan

Bagian tanaman akan dapat memperbanyak diri dan berkembang menjadi tanaman yang memiliki organ yang lengkap yaitu akar, batang, dan daun. Semua jenis tumbuhan dapat dikembangbiakkan menggunakan metode ini, tetapi masing-masing memerlukan perlakuan khusus agar dapat tumbuh dan berkembang dengan baik.

Ukuran biji anggrek sangat kecil, hampir menyerupai tepung. Kecilnya ukuran ini menyebabkan jumlah cadangan makanan dalam biji juga sangat sedikit, sehingga sangat sulit bagi biji anggrek untuk tumbuh. Biji anggrek dapat tumbuh jika kondisi lingkungan cukup lembab dan dibantu oleh jenis jamur tertentu yang dikenal dengan mikoriza. Rendahnya daya tumbuh biji anggrek inilah yang menyebabkan anggrek cukup langka.

Para peneliti dan petani anggrek telah mengembangkan teknik reproduksi anggrek dengan menggunakan kultur jaringan untuk mengatasi permasalahan reproduksi pada anggrek. Tunas atau biji anggrek yang telah diambil kemudian ditanam pada medium agar yang berisi nutrisi dan zat pengatur tumbuh. Biji anggrek dapat tumbuh lebih cepat dan lebih banyak melalui cara tersebut. Setelah proses penanaman, biji anggrek akan mengalami tahap pengakaran atau tumbuhnya akar. Tumbuhnya akar menandai bahwa proses kultur jaringan yang dilakukan mulai berjalan dengan baik. Selanjutnya dilakukan penjarangan terhadap biji yang telah mengalami pengakaran atau yang disebut plantet. Planlet akan tumbuh menjadi tanaman anggrek dengan struktur organ yang lengkap, yaitu akar, batang, dan daun. Jika telah memiliki struktur demikian, tanaman anggrek dapat dikeluarkan dari botol kultur dan ditanam pada media dalam pot tetapi masih ditanam pada ruangan (proses aklimatisasi). Proses ini bertujuan agar tanaman anggrek  yang baru dapat mengenali kondisi luar botol. Jika tanaman anggrek tumbuh dan menghasilkan tunas yang baru dalam proses aklimatisasi dan akar tumbuh kuat maka tanaman anggrek siap dipindahkan ke media tanam yang baru dan dapat ditanam di luar ruangan.