PENYERBUKAN: PROSES, JENIS DAN KEPENTINGANNYA BAGI LINGKUNGAN - BIOLOGI - 2025

The penyerbukan adalah proses mentransfer serbuk sari dari bagian "laki-laki" ke bagian betina bunga. Tujuannya adalah pembuahan bakal biji (yang terkandung dalam gametofit betina) oleh butir serbuk sari, yang mewakili gametofit jantan.

Karena penyerbukan menyiratkan pendekatan atau kontak antara sel kelamin tanaman dari spesies yang sama (meskipun bisa juga dari tanaman yang sama, penyerbukan sendiri), reproduksi seksual tanaman sangat bergantung pada proses ini.

Lebah menyerbuki bunga (Sumber: Myriams Zilles dari pixabay.com)

Pada tumbuhan berbiji, penyerbukan hanyalah tahap sebelum pembuahan, yaitu proses dimana materi genetik dari dua individu bercampur untuk menghasilkan benih yang akan memunculkan tumbuhan baru, kemungkinan dengan karakteristik yang dimiliki oleh kedua orang tuanya.

Organ reproduksi angiospermae (tumbuhan berbunga) yang bertanggung jawab untuk produksi dan perlindungan sel kelamin (gametofit betina dan jantan) adalah bunga, dan disitulah penyerbukan terjadi.

Ada beberapa jenis penyerbukan dan beberapa di antaranya berbeda sehubungan dengan penyerbuk, yang dapat berupa biotik (hewan) atau abiotik (angin, air), di mana spesies tumbuhan yang berbeda bergantung sepenuhnya.

Penyerbukan biotik sangat bergantung pada karakteristik bunga, karena biasanya hewan tertarik oleh beberapa atribut khusus, baik untuk memberi makan, berlindung, bereproduksi, dll.

Proses

Penyerbukan adalah pemindahan butiran serbuk sari dari bagian jantan dari satu bunga ke bagian betina yang lain (atau dari bunga yang sama, dalam hal penyerbukan sendiri) dan bergantung pada agen eksternal yang dikenal sebagai penyerbuk.

Penyerbukan (Sumber: Mabel Amber, di pixabay.com)

Ini adalah salah satu proses mendasar untuk produksi buah dan biji dalam sayuran, yaitu bagian esensial dari reproduksi seksual tanaman.

Namun, untuk memahami secara detail tentang apa proses ini, perlu memiliki gagasan dasar tentang seperti apa bunga itu.

- Anatomi bunga

Bunga angiosperma khas adalah struktur yang cukup kompleks, terutama mengingat sejumlah besar spesies memiliki bunga di mana terdapat gametofit betina dan jantan pada waktu yang sama.

Bunga, secara umum, diproduksi di meristem apikal batang (bagian udara tanaman) dan, tergantung pada spesiesnya, bisa jantan, betina atau biseksual.

Skema anatomi bunga angiosperma dewasa (Sumber: LadyofHats via Wikimedia Commons) Bagian batang yang menyatukan bunga dengan bagian tanaman lainnya dikenal sebagai tangkai bunga, yang bagian atasnya merupakan wadah, struktur yang bertanggung jawab atas penyangga bagian bunga (sepal, kelopak, benang sari dan karpel).

Sepal dan kelopak bunga memiliki fungsi masing-masing dalam melindungi kokon dan daya tarik visual dari beberapa penyerbuk; sedangkan benang sari dan karpel adalah gametofit tempat sel kelamin diproduksi.

Gametofit jantan

Benang sari adalah filamen panjang yang berakhiran kepala sari, yang merupakan "kantung" tempat butiran serbuk sari diproduksi. Kumpulan benang sari bunga dikenal sebagai androecium, yang berarti "rumah manusia" dan, secara umum, tingginya melebihi sepal dan kelopaknya.

Gametofit betina

Karpel mengandung bakal biji. Ini membentuk apa yang dikenal sebagai "putik" dan terdiri dari kepala putik, putik dan ovarium. Bagian bunga ini disebut gynoecium, yang berarti "rumah wanita".

Putiknya berbentuk mirip dengan pin bowling. Bagian atas sesuai dengan kepala putik dan merupakan struktur pipih yang permukaan lengketnya memungkinkan adhesi serbuk sari.

Cabai adalah bagian tengah putik dan merupakan salah satu yang menghubungkan kepala putik dengan ovarium; ini bisa panjang atau pendek. Akhirnya, ovarium adalah tempat di mana satu atau lebih ovula ditemukan dan merupakan bagian putik yang paling melebar. Ovarium bisa menjadi sebagian atau seluruh buah.

- Bagaimana penyerbukan terjadi?

Ketika butiran serbuk sari mencapai kepala putik, ia "berkecambah", menghasilkan struktur panjang yang dikenal sebagai tabung serbuk sari. Tabung serbuk sari tumbuh ke bawah melalui gaya, yaitu tumbuh ke arah ovarium.

Banyak mekanisme pengenalan dan pensinyalan yang terlibat dalam arah pertumbuhan tabung serbuk sari menuju ovarium dan, seperti pada banyak hewan, tidak semua tabung serbuk sari yang berkecambah dan tumbuh dengan cara yang sama mencapai ovarium dan bergerak menuju pemupukan.

Ketika tabung serbuk sari menembus gametofit betina (ovarium), sel sperma yang terkandung dalam butir serbuk sari membuahi sel telur. Tak lama kemudian, berkat proses pembuahan dan setelah inti kedua sel menyatu, zigot diproduksi.

Zigot ini, saat berkembang dalam embrio, inilah yang nantinya akan membentuk benih, yang merupakan organ penyebaran tumbuhan terpenting dengan reproduksi seksual.

Selain sel sperma yang mencapai pembuahan sel telur, sel sperma lain yang terkandung dalam butiran serbuk sari yang sama bergabung dengan dua atau lebih inti yang berasal dari gametofit betina; proses ini dikenal sebagai pembuahan ganda.

Fusi yang disebutkan di atas membentuk "inti endospermik poliploid", yang akan bertanggung jawab untuk memproduksi endosperm (bahan makanan) tempat embrio akan memelihara dirinya sendiri di dalam benih selama perkembangannya dan selama perkecambahan.

Jenis

Penyerbukan dapat diklasifikasikan sebagai "penyerbukan sendiri" dan "penyerbukan silang" tergantung dari mana butir serbuk sari berasal, atau sebagai "biotik" dan "abiotik" yang mengangkut butir serbuk sari (agen penyerbuk).

- Penyerbukan sendiri

Ada spesies tumbuhan yang memiliki bunga betina dan jantan pada batang yang sama, tetapi ada juga yang memiliki bunga biseksual, yaitu pada saat dan bunga yang sama terdapat gametofit jantan dan betina (androecium dan gynoecium). ).

Beberapa penulis menganggap bahwa penyerbukan yang terjadi antara bunga berkelamin tunggal dari tanaman yang sama merupakan "penyerbukan antarfloral", sedangkan penyerbukan yang terjadi di antara struktur reproduksi bunga yang sama disebut "penyerbukan intrafloral".

Meskipun memungkinkan perkembangbiakan individu yang bereproduksi, penyerbukan sendiri mengandung arti bahwa sel kelamin yang bergabung secara genetik identik, sehingga tanaman yang akan muncul dari biji yang dihasilkan akan menjadi semacam “klon” dari tanaman induk.

- Penyerbukan silang

Berlawanan dengan proses penyerbukan sendiri, penyerbukan silang melibatkan pertukaran serbuk sari antara bunga (berkelamin tunggal atau biseksual) dari tanaman yang berbeda. Dengan kata lain, proses ini melibatkan pemindahan sebutir serbuk sari dari kepala sari satu bunga ke kepala putik bunga lain, pada tumbuhan berbeda.

Karena materi genetik yang dipertukarkan selama penyerbukan silang berasal dari tetua yang berbeda secara genetik, benih yang akan dihasilkan setelah proses pembuahan selesai akan menghasilkan tanaman yang berbeda, baik secara genetik maupun fenotip.

- Penyerbukan biotik dan abiotik

Bergantung pada vektor yang memediasi transfer butiran serbuk sari dari kepala sari satu bunga ke kepala putik bunga lain (atau yang sama), penyerbukan dapat diklasifikasikan sebagai biotik dan abiotik.

Penyerbukan biotik

Jenis penyerbukan ini mungkin yang paling representatif dan penting dari semuanya. Ini berkaitan dengan partisipasi hewan, biasanya serangga, dalam pemindahan butiran serbuk sari dari satu tempat ke tempat lain.

Meskipun lebih dari 50% penyerbukan dilakukan oleh banyak serangga dan arthropoda dari berbagai spesies, hewan vertebrata seperti burung dan kelelawar memegang peranan penting dalam proses ini.

Penyerbukan biotik dapat mendorong penyerbukan silang dan penyerbukan sendiri, dan tumbuhan dapat menjadi spesifik atau generalis dalam hal jenis hewan yang menyerbuki mereka.

Namun, penyerbuk tidak berpartisipasi dalam reproduksi seksual tanaman "ad honorem", karena mereka tertarik pada struktur bunga baik karena karakteristiknya yang terlihat atau oleh elemen penghargaan yang mereka terima (makanan, tempat tinggal, dll. .).

Hubungan tumbuhan-penyerbuk berarti interaksi penting yang membentuk evolusi struktur bunga pada saat yang sama dengan evolusi hewan yang menyerbuki mereka. Untuk alasan ini, tidak aneh mendapatkan bunga yang secara khusus disesuaikan dengan struktur pengunjung Anda.

Penyerbukan abiotik

Penyerbukan abiotik terjadi berkat partisipasi makhluk "tak hidup", seperti angin dan air. Yang pertama dikenal sebagai polinasi anemofilik dan yang kedua sebagai hidrofilik.

Foto tanaman dan serbuk sari (Sumber: pixabay.com)

Tanaman yang diserbuki oleh air dibatasi (sebagaimana logika) pada lingkungan akuatik dan sering kali terdapat bunga dengan struktur yang sangat khusus, untuk memastikan pelepasan dan penerimaan sel kelamin.

Pentingnya lingkungan

Penyerbukan adalah proses penting untuk siklus hidup banyak angiospermae. Karena tanpa penyerbukan, pembuahan tidak terjadi dan tanpa penyerbukan, benih tidak dihasilkan, penyerbukan tidak hanya penting bagi tumbuhan, tetapi juga bagi banyak hewan yang memakannya.

Prosesnya sendiri sangat penting untuk pemeliharaan keragaman genetik spesies tumbuhan, yang penting untuk munculnya mekanisme adaptif terhadap berbagai faktor lingkungan seperti perubahan iklim, keberadaan patogen, dll.

Ini juga merupakan proses penting untuk produksi pertanian dunia, ini dari sudut pandang antroposentris.

Referensi

1. Faegri, K., & van der Pijl, L. (1979). The Principles of Pollination Ecology (edisi ke-3rd). Pergamon Press.
2. Heinrich, B., & Raven, PH (1972). Energetik dan Ekologi Penyerbukan. Sains, 176 (4035), 597-602.
3. Nabors, M. (2004). Introduction to Botany (edisi ke-1st). Pendidikan Pearson.
4. Picó, F., Rodrigo, A., & Retana, J. (2008). Demografi Tanaman. Population Dynamics, 2811-2817.
5. Solomon, E., Berg, L., & Martin, D. (1999). Biology (edisi ke-5). Philadelphia, Pennsylvania: Penerbitan Saunders College.