ANGIOSPERMAE: KARAKTERISTIK, KLASIFIKASI, SIKLUS HIDUP - BIOLOGI - 2025

Para angiosperma adalah kelompok yang paling banyak, beragam dan sukses tanaman yang mendiami planet ini. Mereka dikenal sebagai tumbuhan berbunga, karena ciri paling khasnya adalah bunganya.

Istilah angiosperm berasal dari bahasa Yunani "angion" yang artinya wadah, dan dari kata "sperma" yang berarti benih. Oleh karena itu, nama angiosperm berarti wadah benih.

Kebun Tulip (Sumber: John O'Neill, melalui Wikimedia Commons)

Fungsi utama bunga pada tanaman ini adalah menghasilkan buah dan biji; benih dapat diproduksi melalui penyerbukan sendiri, penyerbukan silang, atau peristiwa non-seksual seperti apomiksis.

Angiospermae adalah kelompok tumbuhan vaskular monofiletik dan dianggap sebagai kelompok saudara dari gymnospermae. Perbedaan utama antara angiospermae dan gymnospermae adalah ovula tertutup di ovarium, yang nantinya akan menjadi buah.

Angiospermae tumbuh dan mendominasi hampir semua wilayah di planet ini, kecuali hutan jenis konifera. Ada angiospermae yang beradaptasi dengan habitat darat, air, dan epifit, dengan wilayah tropis Amerika Selatan yang terkaya di spesies ini. Kaktus adalah angiospermae yang beradaptasi untuk tumbuh di daerah yang sangat kering.

Bunga angiospermae terkait erat dengan penyerbuk, dan dianggap telah berevolusi secara paralel (berevolusi bersama). Penyerbuk telah memodelkan adaptasi tanaman terhadap tutupan bakal biji.

Di dalam kelompok tumbuhan angiospermae, terdapat bentuk tumbuhan yang paling bervariasi, dengan perwakilan yang sangat kecil, seperti duckweed, berukuran 1 mm, dan pohon raksasa seperti Eucalyptus, yang tingginya dapat mencapai 100m.

Dalam kelompok ini terdapat sebagian besar spesies tanaman yang memiliki nilai ekonomi penting bagi umat manusia, di mana jagung, gandum, kopi, coklat, kentang menonjol, di antara banyak tanaman lain yang merupakan makanan pokok manusia.

Angiosperma bereproduksi secara seksual setelah pembuahan ganda yang menghasilkan embrio dan endosperma.

Angiospermae diwakili oleh lebih dari 300.000 spesies berbeda, secara kasar diklasifikasikan menjadi 450 keluarga, dan tanaman berbunga inilah yang telah mendominasi Bumi selama lebih dari 100 juta tahun.

karakteristik

Angiosperma, sebagian besar, merupakan tumbuhan yang hidup bebas, namun, ada beberapa spesies parasit dan saprofit. Beberapa angiospermae adalah liana yang memanjat ke puncak hutan hujan tropis, sedangkan yang lainnya adalah epifit yang tumbuh di dalam lapisan arboreal hutan.

-Bunga angiospermae terdiri dari tiga lingkaran: perianth , androecium dan gynoecium .

-The perhiasan bunga terstruktur dari daun tunas dimodifikasi yang membuat kelopak dan mahkota. Kelopak umumnya berwarna hijau dan berfotosintesis, tersusun atas sepal berbentuk daun. Daun mahkota biasanya berwarna-warni, mencolok, harum dan terdiri dari kelopak individu atau menyatu.

-The andresium terdiri dari set benang sari dan benang sari ini adalah pembawa serbuk sari di mana gametophytes laki-laki (microgametophytes) ditemukan. Benang sari adalah alat reproduksi jantan dari bunga.

-The ginesium terdiri dari himpunan karpel yang membentuk satu atau lebih putik. Di dalam karpel adalah ovarium atau mega-sporangia, tempat gametofit betina (makrogametofit) ditemukan. Karpel mewakili organ reproduksi bunga betina.

Bunga dalam angiospermae adalah biseksual pada sebagian besar spesies, yaitu, gametofit jantan dan betina tidak hanya ditemukan pada tanaman yang sama, tetapi juga dalam struktur yang sama.

Sebagian besar spesies angiospermae memiliki pembuluh sebagai sel konduktor air dan mineral, namun beberapa kelompok angiosperma basal memiliki trakeid sebagai sel konduktor.

Asal dan evolusi

Angiospermae muncul di Kapur Bawah sekitar 125 juta tahun yang lalu, mencapai spesialisasi tingkat tinggi di Kapur Tengah. Fosil tumbuhan dari Kapur Bawah memiliki karakteristik yang sama dengan kelompok yang ada dan yang saat ini dapat dikenali.

Nenek moyang angiospermae terbaru tetap menjadi misteri. Hipotesis yang paling diterima secara luas adalah bahwa mereka berasal dari anggota kelompok Pteridiospermae yang telah punah, yang dikenal sebagai tanaman dengan biji dan daun seperti pakis.

Hipotesis asal usul angiospermae didasarkan pada fakta bahwa Pteridiospermae mempunyai struktur reproduksi jantan yang mirip dengan kepala sari, sedangkan struktur betina adalah struktur yang setara dengan karpel.

Angiosperma pertama

Di antara mereka yang dianggap sebagai angiospermae paling awal adalah tumbuhan fosil dari genus Archaefructus, berumur 130 juta tahun yang lalu. Ini adalah tanaman air yang terkait dengan Magnoliaceae karena mereka menyajikan bunga tanpa perianth, dengan karpel yang terletak di benang sari.

Bunga Archaefructus diklasifikasikan oleh ahli botani sebagai bunga yang sangat kuno, prekursor dari bunga angiosperma saat ini, namun, beberapa ahli botani menganggap bunga itu atipikal, mirip dengan apa yang diamati di beberapa angiosperma saat ini.

Ahli botani cladist dan paleobotanists percaya perlu untuk menemukan dan mendeskripsikan lebih banyak fosil dengan teknik baru untuk mengklarifikasi dan memecahkan misteri menantang dari asal mula angiospermae. Analisis evolusioner pada angiospermae didasarkan pada ciri-ciri utama seperti kesimetrian, ciri bunga, palynology, dan ukuran genom.

Sifat genetik tumbuhan itu kompleks dan ini membatasi pemahaman evolusioner mereka. Namun, analisis molekuler mengklasifikasikan spesies klade Magnoliides sebagai kelompok angiosperma paling leluhur.

Bunga nenek moyang angiospermae telah diciptakan kembali dengan karakter biseksual, simetri radial, dengan dua lingkaran atau lebih, perianth terpisah dengan tepal yang tidak berdiferensiasi, androecium dengan tiga benang sari tebal yang agak terpisah dan ginoecium dengan lima karpel spiral individu.

Bunga dari angiosperma saat ini (eudikotil), memiliki bunga siklik yang disusun oleh lingkaran khusus, bergantian antara kelopak dan mahkota. Filamen stamina androecium tipis dengan kepala sari yang berbeda dan ginoecium dengan karpel, corak, dan stigma inferior.

Butir serbuk sari angiospermae adalah karakter yang telah berevolusi untuk memiliki tiga atau lebih bukaan (tricolpates), seperti yang diamati pada eudikotil, sedangkan di gymnospermae dan butir serbuk sari Archaefructus dengan bukaan tunggal (monosulcate) diamati.

Klasifikasi angiospermae

Klasifikasi angiospermae yang pertama dibuat oleh Linnaeus berdasarkan Sistem Seksual tumbuhan pada tahun 1735, ia menggunakan karakter floral untuk membedakan antar kelompok phanerogram.

Tanaman saat ini diklasifikasikan menurut sistem APG (Angiosperm Phylogeny Group). Sistem ini diusulkan oleh tim yang terdiri dari banyak peneliti yang mengusulkan klasifikasi yang mencakup semua informasi yang tersedia tentang famili tumbuhan yang diketahui.

Sistem APG membangun pemisahan famili berdasarkan gen kloroplas dan gen yang mengkode ribosom, karena gen dalam organel ini memiliki tingkat mutasi yang lebih lambat. Banyak karakter morfologi juga digunakan, seperti morfologi serbuk sari.

Sistem klasifikasi APG pertama kali diterbitkan pada tahun 1998. Saat ini sistem APG berada pada edisi keempat yang diterbitkan pada tahun 2016 di Journal Botanical. APG IV mengakui 64 ordo dan 416 keluarga berbeda dibandingkan dengan 40 ordo dan 457 keluarga yang diakui oleh APG I.

Klasifikasi terbaru angiospermae memiliki kelompok "ANITA" (Amborellaceae, Nymphaeales, Illiciaceae, Trimeniaceae dan Austrobaileyaceae), sebagai yang paling basal, kemudian membesarkan klade Magnoliidae, kemudian monokotil, dan terakhir dikotil dan eudikotil.

Siklus hidup angiosperm

Seperti semua spermatofit, angiospermae memiliki pergantian generasi. Gametofit berkembang sepenuhnya dalam struktur reproduksi sporofit, ini menjadi siklus hidup heterosporik.

Diagram siklus hidup angiosperm (Sumber: Angiosperm_life_cycle_diagram.svg: LadyofHats Mariana Ruizderivatif karya: Tinymonty via Wikimedia Commons)

Microgametophyte atau gametophyte jantan

Siklus dimulai dengan benang sari yang menghasilkan serbuk sari atau mikrogametofit. Setiap benang sari memiliki antera yang berisi empat mikrosporangia atau kantung serbuk sari, di dalam setiap kantung serbuk sari sel induk mengalami meiosis dan menghasilkan empat mikrospora haploid.

Mikrospora tumbuh dan berkembang untuk menghasilkan butiran serbuk sari yang belum matang, yang terdiri dari sel tabung serbuk sari dan sel generatif yang akan menghasilkan dua sel sperma. Mikrospora berkembang untuk melengkapi dinding luar (exin) dan dinding internal (intine).

Untuk menyelesaikan perkembangan butir serbuk sari, ia harus mencapai stigma reseptif bunga, setelah tabung serbuk sari terjadi perkecambahan.

Megagametofit atau Gametofit betina

Perkembangan megagametofit terjadi di dalam mega-sporangia, yang merupakan bagian dari ovula, yang ditemukan di dalam ovarium. Ovarium dapat berisi satu atau lebih ovula, yang masing-masing terdiri dari megasporangium atau nukel yang ditutupi oleh integumen.

Integumen bertemu pada pembukaan corak atau mikropil, bukaan ini adalah tempat tabung serbuk sari menembus bunga.

Dalam setiap megasporangium, megasporofit bertindak sebagai sel induk untuk spora mega dan mengalami meiosis, membentuk empat megaspora haploid. Tiga dari megaspora ini hancur atau merosot dan megaspora terjauh dari mikropil bertahan, yang akan menjadi megagametofit.

Dalam kebanyakan angiospermae, megagametofit yang sedang berkembang menghasilkan delapan inti. Empat inti dikelompokkan di ujung bawah dan atas. Selanjutnya, dua inti bermigrasi menuju pusat. Inti ini dikenal sebagai inti kutub.

Tiga inti yang tersisa di ujung membentuk sel individu dan dua inti polar membentuk sel berinti tunggal. Sel yang terjauh dari mikropil akan memunculkan sel telur, yang akan diapit oleh dua sel berumur pendek yang disebut sinergis.

Para sinergis akan berperan dalam proses pembuahan dengan membentuk ujung-ujung kantung embrio. Tiga sel lainnya yang terletak di ujung yang berlawanan disebut antipoda dan akan berfungsi sebagai jaringan nutrisi untuk sel telur.

Megametofit, juga disebut kantung embrio, terdiri dari delapan inti terpisah dalam tujuh sel berbeda. Di dalam kantung embrio tempat embrio yang sudah dibuahi akan berkembang.

Pemupukan

Setelah kepala putik menerima butir serbuk sari, ion kalsium di permukaan ini merangsang perkecambahan tabung serbuk sari untuk jangka waktu mulai dari beberapa jam sampai beberapa hari. Ini tumbuh melalui jalinan transmisi gaya menjadi salah satu sinergi.

Berada di dalam sinergi, tabung serbuk sari mengeluarkan dua sel sperma yang meluncur ke dalamnya, dan begitu di sana mereka menghasilkan pembuahan ganda.

Salah satu sel sperma bergerak menjadi sinergis dan membuahi sel telur yang berdekatan, sehingga memunculkan zigot yang menjadi embrio. Sel sperma kedua bergabung dengan sel yang mengandung dua inti kutub, yang setelah menjalani mitosis, membentuk jaringan nutrisi yang dikenal sebagai endosperm.

Setelah proses pemupukan selesai, proses pematangan benih dilanjutkan. Ketika benih berkecambah, tumbuh, dan matang maka akan muncul sporofit diploid atau poliploid dewasa, kata sporofit, ketika berbunga akan memulai siklusnya kembali.

Contoh spesies angiospermae

Seperti disebutkan sebelumnya, angiospermae mengelompokkan semua tumbuhan berbunga yang kita kenal. Oleh karena itu, memilih spesies teladan dalam subdivisi tumbuhan ini bisa menjadi tugas yang tidak terlalu sepele.

Dari sudut pandang antroposentris, banyak spesies angiospermae memiliki kepentingan komersial yang besar, karena mereka mewakili sumber makanan utama manusia. Banyak spesies dari genus Triticum sangat penting untuk produksi tepung yang dapat dimakan di seluruh dunia.

Zea mays adalah contoh yang baik dari spesies lain yang dapat dimakan yang sangat penting dalam budaya, sejarah, dan keahlian memasak di sebagian besar negara di Amerika Tengah dan Selatan.

Coffea arabica adalah tanaman dengan minat komersial yang besar di dunia, karena bijinya digunakan untuk produksi kopi, area yang sangat penting secara ekonomi dan gastronomi.

Dengan cara yang sama, Thebroma cacao adalah spesies tanaman berbunga teladan lainnya yang sangat dihargai oleh pria dan memiliki berbagai kegunaan. Semua buah dan kacang-kacangan diproduksi oleh pohon yang spesiesnya termasuk dalam kelompok tumbuhan berbunga atau angiospermae.

Mawar, tulip, bunga matahari dan aster adalah contoh tanaman yang bagus dengan minat komersial dan budaya di banyak negara di lima benua di bumi.

Referensi

1. Chase, MW, Christenhusz, MJM, Fay, MF, Byng, JW, Judd, WS, Soltis, DE,… & Stevens, PF (2016). Pembaruan klasifikasi Kelompok Filogeni Angiosperm untuk ordo dan famili tumbuhan berbunga: APG IV. Botani Journal of the Linnean Society, 181 (1), 1-20.
2. Lindorf, H., De Parisca, L., & Rodríguez, P. (1985). Klasifikasi Botani, struktur dan reproduksi.
3. Luis, E., Eguiarte, LE, Castillo, A., & Souza, V. (2003). Evolusi Molekuler dan Genomik Angiospermae. Interciencia, 28 (3), 141–147.
4. Raven, PH, Evert, RF, & Eichhorn, SE (2005). Biologi tumbuhan. Macmillan. Agiospermae Pg (333-345)
5. Simpson, MG (2010). Sistematika tumbuhan. Pers akademis. Evolusi Tanaman Berbunga. Hal (121-136).
6. Soltis, DE, Bell, CD, Kim, S., & Soltis, PS (2008). Asal dan Evolusi Awal Angiospermae. NY Acad. Sci., 1133, 3–25.