SPERMATOPHYTES ATAU PHANEROGAMS: KARAKTERISTIK, KLASIFIKASI, EVOLUSI - BIOLOGI

The espermatofitas atau tanaman berbunga, juga dikenal sebagai "tanaman benih" adalah keturunan monofiletik besar tanaman milik kelompok lignofitas (tanaman berkayu) dan yang diklasifikasikan baik angiosperma (tumbuhan berbunga) sebagai gymnosperma ( tumbuhan runjung dan sejenisnya).

Spermatofit membentuk kelompok terpisah dari lignofita berkat fitur pengembangan benih bersama, yang dijelaskan dalam buku teks sebagai "kebaruan evolusioner" untuk kelompok tersebut.

Foto pohon apel, tanaman spermatofit (Sumber: W. carter / CC0, melalui Wikimedia Commons)

Kata "spermatophyte" secara harafiah berarti "tumbuhan berbiji", karena berasal dari kata Yunani "sperma" yang artinya benih, dan "phyton" yang artinya tumbuhan.

Spermatofit adalah salah satu organisme terpenting di bumi, karena angiospermae dan gymnospermae adalah dua kelompok yang sangat melimpah yang penting untuk fungsi hampir semua ekosistem darat.

Jika Anda memikirkannya dengan cepat, tumbuhan berbiji mungkin merupakan kelompok yang paling dikenal oleh kebanyakan orang, tidak hanya dari segi nutrisi (karena minyak, pati dan protein diperoleh dari biji banyak tumbuhan), tetapi juga dari sudut pandang lanskap.

Spermatofit adalah kayu merah raksasa California, pohon besar dan berdaun di hutan hujan Amazon, lili dan mawar, beras, gandum, jagung, gandum, dan barley, di antara ribuan pohon lainnya.

Karakteristik spermatofit

- Ciri utama spermatophytes atau phanerogams adalah produksi benih setelah penyerbukan, yaitu sebagai produk hasil fusi dua sel kelamin.

- Mereka adalah organisme fotosintetik, yaitu memiliki kloroplas yang mengandung klorofil, sehingga dapat mengubah energi cahaya dari sinar matahari menjadi energi kimia yang dapat digunakan.

- Tubuh sayuran ini terbagi menjadi akar, batang dan daun.

- Beberapa spermatofit, angiospermae, menghasilkan bunga dan dari bunganya berasal buah yang mengandung bijinya.

- Gymnospermae tidak menghasilkan bunga, tetapi memiliki struktur khusus untuk menopang benih.

- Kebanyakan spermatofit memiliki jaringan pembuluh darah yang berkembang dengan baik, terdiri dari jaringan xilem dan trakeid.

- Mereka tersebar luas di biosfer, jadi mereka menempati ratusan habitat berbeda.

- Mereka mungkin memiliki jaringan dengan pertumbuhan sekunder atau tidak.

Habitat

Tanaman berbunga (angiospermae) tumbuh di hampir semua wilayah yang dapat dihuni di bumi (kecuali hutan jenis konifera), dan bahkan mungkin mendominasi beberapa ekosistem air. Oleh karena itu, mereka dapat menghuni:

- Gurun pasir

- Dataran

- Serranías

- Lautan, laut dan sungai

Demikian pula, gymnospermae, tumbuhan lain dengan biji, juga memiliki plastisitas yang tinggi sehubungan dengan habitat yang dapat mereka tempati, meskipun lebih terbatas pada lingkungan darat dan non-akuatik.

Klasifikasi dan taksonomi

Tumbuhan berbiji termasuk dalam divisi Spermatophyta. Pada divisi ini tumbuhan paku dikelompokkan dengan benih "Pteridospermae", Gymnospermae dan Angiospermae.

Pakis biji adalah kelompok yang terutama terdiri dari tumbuhan fosil, sehingga spermatofit sering dianggap sebagai Gymnospermae dan Angiospermae.

Gymnospermae

Kerucut pinus, Gymnospermae (Sumber: Sridhar Rao / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0) melalui Wikimedia Commons)

Kata "gymnosperm" berarti "tumbuhan dengan biji telanjang" (gymnos, yang berarti "telanjang" dan sperma, yang berarti "benih").

Bergantung pada studi yang dianalisis, kelompok tumbuhan ini merupakan kelompok “non-alami”, karena anggotanya berasal dari parafiletik, yang berarti bahwa tidak semua memiliki nenek moyang yang sama; atau itu adalah kelompok monofiletik, saudara angiospermae.

- Anggota kelompok bertemu di divisi ini karena mereka memiliki kesamaan karakteristik (apomorphy) yaitu tidak menghasilkan bunga.

- Selain itu, tumbuhan ini memiliki struktur yang disebut "kerucut", sebagian berjenis kelamin betina dan satu jantan.

- Benih tidak terbungkus dalam dinding buah setelah pembuahan.

- Mereka memiliki daun bergulung, berbentuk jarum dan berlimpah dengan lilin.

Gymnospermae dibagi menjadi garis keturunan berikut:

- Cycadophyta , garis keturunan yang dianggap paling basal

- Ginkgophyta

- Coniferophyta , tumbuhan runjung

- Gnetophyta atau Gnetales, kadang-kadang diklasifikasikan dalam kelompok tumbuhan runjung

Angiospermae

Bunga Tetradenia riparia, angiospermae. Conrado / CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/3.0)

Sebaliknya, tanaman berbunga adalah kelompok monofiletik yang terbukti, dianggap sebagai kelompok saudara dari gymnospermae. Mereka sejauh ini merupakan kelompok tanaman yang paling melimpah, beragam, dan paling sukses, yang mencakup lebih dari 95% dari semua spesies tanaman yang hidup saat ini.

Mereka juga merupakan salah satu tanaman terpenting bagi sistem ekonomi dunia, karena tidak hanya dimanfaatkan untuk produksi pangan, tetapi juga untuk ekstraksi berbagai jenis bahan mentah.

- Semua angiospermae memiliki bunga, biasanya biseksual (kedua jenis kelamin dalam bunga yang sama).

- Bijinya dikemas dalam ovarium, yang berkembang menjadi buah.

- Mereka umumnya menunjukkan pembuahan ganda.

Angiospermae merupakan kelompok yang sangat melimpah dan beragam, yang klasifikasinya menjadi objek studi dari banyak spesialis di bidangnya, sehingga terdapat beberapa perbedaan antara satu klasifikasi dan lainnya. Namun, di antara yang paling diterima adalah bahwa kelompok ini termasuk klade:

- Amborellales

atau Nymphaeales

- Austrobaileyales

- Magnolides

atau Laurales

atau Magnoliales

atau Canellales

o Piperales

o Monokotil

Petrosavials
Acorales
Alismatales
Asparagales
Dioscoreales
Liliales
Pandanales

atau Commelinidos

Arecales
Commelinales
Zingiberales
Poales

atau Eudicotyledons

Buxales
Trochodendrales
Ranunculales
Protein
Berberidopsidales
Dillenials
Gunnerales
Caryophyllales
Santalales
Saxifragales
Rosides
Vital
Crossosomatales
Geraniales
Myrtales
Zygophyllales
Celastrales
Cucurbitals
Fabales
Fagales
Malpighiales
Oxalidal
Rosales
Kebun
Brassicales
Malvales
Sapindales
Asterid
Cornales
Ericales
Garryales
Gentianales
Lamiales
Solanales
Apiales
Aquifoliales
Asterales
Dipsacales

Siklus hidup dan reproduksi

Siklus hidup spermatofit dikenal sebagai "sporik", di mana sporofit mendominasi dan biji diproduksi dan gametofit, tidak seperti kelompok tanaman lain, berkurang di dalam bakal biji atau butir serbuk sari.

Pergantian generasi

Dari sini dipahami bahwa semua tumbuhan berbiji mengalami pergantian generasi, satu gametofit dan satu lagi sporofit, tetapi gametofit hanya berkembang ketika tanaman mencapai usia dewasa atau tahap reproduktif.

Sporofit adalah mereka yang membawa struktur khusus tempat gametofit betina dan jantan diproduksi. Mikrosporangia menghasilkan butiran serbuk sari (jantan) dan megasporangia menghasilkan megaspora atau bakal biji (betina).

Dalam beberapa kasus, megasporangium dan mikrosporangium ditemukan pada individu atau struktur yang berbeda (Gymnospermae) tetapi, umumnya, pada sebagian besar tumbuhan, keduanya berada dalam struktur yang sama yang dikenal sebagai bunga (Angiospermae).

Bunga-bunga

Bunga adalah struktur khusus untuk reproduksi dan muncul dari batang sebagai "perpanjangan" tubuh tanaman.

Megasporangium yang terkandung di dalam bunga memiliki “wadah” (ovarium) yang berfungsi untuk menerima serbuk sari, yang diproduksi oleh mikrosporangium (dari bunga yang sama atau dari bunga yang berbeda).

Ovula di dalam ovarium memiliki semua nutrisi yang diperlukan untuk mendukung perkembangan embrio, benih, dan buah, suatu proses yang terjadi setelah penyerbukan dan pembuahan bakal biji oleh butiran serbuk sari.

Benih yang dihasilkan dapat disebarkan dengan berbagai cara dan, setelah berkecambah, membentuk sporofit baru yang dapat mengulangi siklus hidup.

Contoh spesies spermatofit

Spermatofit adalah tumbuhan yang sangat beragam, dengan siklus hidup, bentuk, ukuran, dan cara hidup yang sangat berbeda.

Ke dalam kelompok ini termasuk semua tumbuhan berbunga yang kita kenal, praktis semua tumbuhan yang kita konsumsi untuk makanan dan pohon-pohon besar dan agung yang membentuk hutan dan rimba yang mendukung kehidupan hewan.

- Apel, tipikal musim gugur di banyak negara musiman, termasuk spesies Malus domestica , merupakan bagian dari divisi Magnoliophyta dan ordo Rosales.

- Pinus mugo adalah spesies pinus semak yang tumbuh di pegunungan Alpen dan dari mana beberapa senyawa dengan sifat ekspektoran, antiasthmatic dan disinfektan diekstraksi.

- Roti yang dikonsumsi manusia sehari-hari terbuat dari tepung yang dihasilkan dari biji gandum, sejenis angiospermae yang termasuk dalam genus Triticum dan disebut Triticum aestivum .

Evolusi spermatofit

Evolusi tumbuhan berbiji berkaitan erat dengan evolusi dua struktur: biji dan serbuk sari.

- Evolusi benih

Evolusi benih adalah proses yang terjadi dalam beberapa tahap, tetapi urutan persisnya tidak diketahui, dan mungkin terjadi bahwa dua atau lebih terjadi pada waktu yang sama. Selanjutnya, “langkah-langkah” evolusi benih disajikan seperti yang diusulkan beberapa penulis:

1-Heterosporia

Istilah ini mengacu pada pembentukan dua jenis spora haploid (dengan setengah beban kromosom tanaman yang memberi mereka asal) di dalam dua sporangia yang berbeda.

- Megaspora: besar dan kecil jumlahnya, dihasilkan oleh meiosis dalam struktur yang dikenal sebagai megasporangium. Setiap megaspore berkembang di dalam gametofit betina, di mana archegonia ditemukan.

- Mikrospora: produk meiosis dari mikrosporangium. Mikrospora berasal dari gametofit jantan, di mana antheridia ditemukan.

Ini dianggap sebagai salah satu "langkah" penting selama evolusi spermatofit, karena kondisi leluhur terdiri dari homosporium, yaitu produksi hanya satu jenis spora (spora yang sama).

2-Endosporia

Selain pembentukan dua jenis spora, spermatofit mengembangkan kondisi lain yang dikenal sebagai endosporia, yang terdiri dari perkembangan lengkap gametofit betina di dalam dinding asli spora.

Kondisi leluhur dikenal sebagai "exosporia" dan berkaitan dengan perkecambahan spora dan pertumbuhannya sebagai gametofit eksternal.

3-Pengurangan jumlah megaspora

Tumbuhan berbiji dicirikan dengan menghasilkan satu megaspore, suatu ciri yang diperkirakan berkembang dalam dua cara.

Awalnya, mereka harus memiliki kemampuan untuk mengurangi jumlah sel meiosis di dalam megasporangium menjadi hanya satu; Penting untuk dicatat bahwa masing-masing sel ini dikenal sebagai sel induk megasporosit atau megaspora.

Setelah meiosis, satu megasporosit diploid menghasilkan 4 megaspora haploid. Tiga dari megaspora ini "menggugurkan", meninggalkan satu megaspora fungsional, yang bertambah besar, yang berkorelasi dengan peningkatan ukuran dan sumber nutrisi di dalam megasporangium.

4-Retensi megaspore

Salah satu kondisi atau karakteristik leluhur spermatofit adalah megaspori yang dilepaskan dari megasporangium, sesuatu yang berubah pada kelompok ini, karena pada tanaman ini megaspori, setelah diproduksi, tetap berada di dalam megasporangium.

"Akuisisi" evolusioner baru ini diikuti, pada gilirannya, dengan pengurangan ketebalan dinding sel megaspore.

5-Evolusi integumen

Banyak penulis menganggap ini sebagai salah satu peristiwa terakhir yang terjadi selama evolusi tumbuhan berbiji. Ini adalah "penutup" megasporangium oleh jaringan khusus yang disebut integumen, yang mengelilinginya hampir seluruhnya, dengan ekspresi ujung distal.

Integumen tumbuh dari dasar megasporangium, yang dapat disebut nucela dalam banyak teks.

Catatan fosil menunjukkan bahwa integumen pertama kali berevolusi sebagai dua lobus terpisah, namun, semua tumbuhan berbiji yang ada saat ini memiliki integumen yang terdiri dari penutup terus menerus yang mengelilingi nukela kecuali untuk mikropil, yang merupakan bagian ekstrim. distal.

Mikropil adalah tempat masuknya butiran serbuk sari atau tabung serbuk sari selama pembuahan megaspora, sehingga aktif berpartisipasi dalam proses ini.

- Evolusi butiran serbuk sari

Evolusi benih secara langsung disertai dengan evolusi butir serbuk sari, tetapi apakah butir serbuk sari itu?

Butir serbuk sari adalah gametofit endosporik jantan yang belum matang. Endosporium dalam struktur ini berevolusi dengan cara yang mirip dengan apa yang terjadi pada biji, karena melibatkan perkembangan gametofit jantan di dalam dinding spora.

Mereka belum dewasa karena ketika dilepaskan belum sepenuhnya terdiferensiasi.

Tidak seperti jenis tanaman lain, dan seperti yang dibahas di atas, serbuk sari sangat berbeda dengan megaspora. Ini adalah gametofit jantan yang sangat kecil, yang terdiri dari beberapa sel.

Ketika dilepaskan dari mikrosporangium, butiran serbuk sari harus diangkut ke mikropil bakal biji agar pembuahan terjadi. Karakter leluhur penyerbukan adalah anemofilik (penyerbukan oleh angin).

Setelah bersentuhan dengan sel telur, gametofit jantan menyelesaikan perkembangannya dengan membelah dengan mitosis dan berdiferensiasi. Dari sinilah tumbuh tabung serbuk sari eksosporik (di luar spora), yang berfungsi sebagai organ untuk penyerapan nutrisi di sekitar jaringan sporofit.

Tabung serbuk sari

Semua tumbuhan berbiji yang ada saat ini memiliki gametofit jantan yang mampu membentuk tabung serbuk sari segera setelah bersentuhan dengan jaringan megaspora (nucela). Pembentukan tabung serbuk sari dikenal sebagai sifonogami.

Selain berfungsi sebagai organ untuk penyerapan makanan, tabung pollen berfungsi dalam pengiriman sel sperma ke "telur" ovum.

Referensi

Merriam-Webster. (nd). Spermatofit. Dalam kamus Merriam-Webster.com. Diperoleh 7 April 2020, dari merriam-webster.com
Nabors, MW (2004). Pengantar botani (No. 580 N117i). Pearson.
Simpson, MG (2019). Sistematika tumbuhan. Pers akademis.
Raven, PH, Evert, RF, & Eichhorn, SE (2005). Biologi tumbuhan. Macmillan.
Westoby, M., & Rice, B. (1982). Evolusi tanaman berbiji dan kesesuaian jaringan tanaman secara inklusif. Evolusi, 36 (4), 713-724.

SPERMATOPHYTES ATAU PHANEROGAMS: KARAKTERISTIK, KLASIFIKASI, EVOLUSI - BIOLOGI - 2025