MENGAPA AIR PENTING UNTUK LUMUT? - BIOLOGI - 2025

Air sangat penting bagi lumut karena tanaman ini tidak memiliki jaringan pembuluh darah atau organ khusus untuk penyerapan. Di sisi lain, mereka tidak dapat mengatur kehilangan air dan bergantung padanya untuk reproduksi seksual.

Lumut termasuk lumut, dianggap sebagai kelompok tanaman pertama yang menjajah lingkungan darat. Gametofit membentuk tubuh vegetatif dan sporofit bergantung padanya.

Tetes air di atas lumut. Penulis: publicdomainpictures.net

Tanaman ini memiliki kutikula yang sangat tipis dan tidak memiliki stomata yang mengatur keluarnya keringat. Mereka sangat rentan terhadap perubahan kelembapan, sehingga dapat mengalami dehidrasi dengan sangat cepat.

Penyerapan air dapat terjadi di seluruh tanaman atau melalui rizoid. Konduksi dapat dilakukan dengan kapilaritas, apoplastik atau simplistik. Dalam beberapa kelompok ada sel yang mengkhususkan diri dalam pengangkutan air (hidroid).

Gamet jantan (sperma) berbendera dan membutuhkan keberadaan air untuk mencapai sel telur (gamet betina).

Banyak tumbuhan lumut memiliki kemampuan hebat untuk pulih dari dehidrasi. Sampel herbarium Grimmia pulvinata terbukti dapat bertahan hidup setelah dikeringkan selama 80 tahun.

Ciri umum lumut

Lumut termasuk dalam kelompok lumut atau tumbuhan non-vaskular, ditandai dengan tidak memiliki jaringan khusus untuk mengalirkan air.

Tubuh vegetatif sesuai dengan gametofit (fase haploid). Sporofit (fase diploid) tidak berkembang dengan baik dan bergantung pada gametofit untuk pemeliharaan.

Pada umumnya lumut tidak mencapai ukuran yang besar. Panjangnya bisa berkisar dari beberapa milimeter hingga 60 cm. Mereka memiliki pertumbuhan foliosa, dengan sumbu tegak (caulidium) yang melekat pada substrat oleh filamen kecil (rizoid). Mereka memiliki struktur seperti daun (filidia).

Tubuh vegetatif gametofit

Caulidium tegak atau merayap. Rizoid bersifat multiseluler dan bercabang. Filidia dikonfigurasi secara heliks di sekitar caulidium dan bersifat sesil.

Tubuh lumut praktis terdiri dari jaringan parenkim. Pori-pori seperti stomata mungkin ada di lapisan jaringan terluar dari beberapa struktur.

Filidios diratakan. Biasanya menampilkan lapisan sel, dengan pengecualian zona tengah (pantai) di mana mereka dapat menampilkan beberapa.

Struktur reproduksi

Struktur kelamin terbentuk pada tubuh vegetatif gametofit. Lumut bisa berumah satu (kedua jenis kelamin dengan kaki yang sama) atau dioecious (jenis kelamin dengan kaki terpisah).

Antheridium merupakan struktur seksual pria. Mereka bisa berbentuk bulat atau memanjang dan sel bagian dalam membentuk sperma (gamet jantan). Sperma memiliki dua flagela dan perlu bergerak melalui air.

Struktur seksual wanita disebut archegonia. Bentuknya seperti botol dengan pangkal melebar dan bagian panjang sempit. Di dalamnya, oocell (gamet betina) terbentuk.

Sporofit

Ketika pembuahan sel telur terjadi di archegonium, embrio terbentuk. Ini mulai membelah dan membentuk tubuh diploid. Ini terdiri dari haustorium yang menempel pada gametofit, yang fungsinya adalah penyerapan air dan nutrisi.

Kemudian ada tangkai daun dan kapsul (sporangium) dalam posisi apikal. Saat dewasa, kapsul menghasilkan archesporium. Selnya mengalami meiosis dan spora terbentuk.

Spora dilepaskan dan disebarkan oleh angin. Kemudian mereka berkecambah untuk menghasilkan tubuh vegetatif gametofit.

Struktur vegetatif lumut dan hubungannya dengan air

Lumut dianggap sebagai tanaman pertama yang menjajah lingkungan darat. Mereka tidak mengembangkan jaringan pendukung atau adanya sel-sel yang mengalami lignifikasi, sehingga ukurannya kecil. Namun, mereka memiliki beberapa karakteristik yang mendukung pertumbuhannya di luar air.

Kain pelindung

Salah satu ciri utama yang memungkinkan tumbuhan untuk menjajah lingkungan darat adalah adanya jaringan pelindung.

Tumbuhan terestrial memiliki lapisan lemak (kutikula) yang menutupi sel luar tubuh tumbuhan. Ini dianggap sebagai salah satu adaptasi paling relevan untuk mencapai kemandirian dari lingkungan akuatik.

Dalam kasus lumut, kutikula tipis terdapat pada setidaknya salah satu wajah filidia. Namun, strukturnya memungkinkan masuknya air di beberapa daerah.

Di sisi lain, keberadaan stomata memungkinkan tumbuhan darat mengatur kehilangan air melalui transpirasi. Stomata tidak ada dalam tubuh vegetatif gametofit lumut.

Karena alasan ini, mereka tidak dapat mengendalikan kehilangan air (bersifat poikilohidrik). Mereka sangat sensitif terhadap perubahan kelembapan di lingkungan dan tidak dapat menahan air di dalam sel ketika terjadi kekurangan air.

Stomata telah diamati pada kapsul sporofit dari beberapa spesies. Mereka telah dikaitkan dengan mobilisasi air dan nutrisi menuju sporofit dan bukan dengan pengendalian kehilangan air.

Penyerapan air

Pada tumbuhan vaskular, penyerapan air terjadi melalui akar. Dalam kasus lumut, rizoid umumnya tidak memiliki fungsi ini, melainkan menempel pada substrat.

Lumut menghadirkan dua strategi berbeda untuk menyerap air. Menurut strategi yang mereka hadirkan, mereka diklasifikasikan menjadi:

Spesies endohidrik : air diambil langsung dari substrat. Rizoid mengambil bagian dalam penyerapan dan kemudian air dialirkan secara internal ke seluruh tubuh tanaman.

Spesies ekshidrik : penyerapan air terjadi di seluruh tubuh tumbuhan dan diangkut melalui difusi. Beberapa spesies mungkin memiliki penutup berbulu (tomentum) yang mendukung penyerapan air yang ada di lingkungan. Kelompok ini sangat sensitif terhadap pengeringan.

Spesies endohidrik mampu tumbuh di lingkungan yang lebih kering daripada spesies ekshidrat.

Konduksi air

Pada tumbuhan vaskular, air dilakukan oleh xilem. Sel-sel penghantar jaringan ini sudah mati dan dindingnya sangat lignifikasi. Kehadiran xilem membuatnya sangat efisien dalam penggunaan air. Karakteristik ini memungkinkan mereka untuk menjajah sejumlah besar habitat.

Pada lumut, tidak ada jaringan lignifikasi. Konduksi air dapat terjadi dalam empat cara berbeda. Salah satunya adalah pergerakan sel-ke-sel (jalur simplistik). Cara lainnya adalah sebagai berikut:

Apoplastik : air bergerak melalui apoplas (dinding dan ruang antar sel). Jenis mengemudi ini jauh lebih cepat daripada yang sederhana. Ini lebih efisien dalam kelompok yang memiliki dinding sel tebal, karena konduktivitas hidroliknya yang lebih tinggi.

Ruang kapiler : dalam kelompok ektohidrik, mobilisasi air cenderung melalui kapilaritas. Ruang kapiler terbentuk antara filidia dan caulidium yang memfasilitasi pengangkutan air. Saluran kapiler dapat mencapai panjang hingga 100 µm.

Hidroid : pada spesies endohidrik, keberadaan sistem konduksi yang belum sempurna telah diamati. Sel yang berspesialisasi dalam konduksi air yang disebut hidroid diamati. Sel-sel ini mati, tetapi dindingnya tipis dan sangat mudah ditembus air. Mereka disusun dalam baris satu di atas yang lain dan terletak di tengah caulidium.

Reproduksi seksual yang bergantung pada air

Lumut memiliki gamet jantan (sperma) yang ditandai. Saat antheridium matang, keberadaan air diperlukan agar antheridium dapat terbuka. Setelah dehiscence terjadi, sperma tetap mengambang di lapisan air.

Agar pembuahan terjadi, keberadaan air sangat penting. Sperma dapat tetap hidup dalam media air selama kurang lebih enam jam dan dapat menempuh jarak hingga 1 cm.

Kedatangan gamet jantan ke antheridia didukung oleh dampak tetesan air. Saat mereka memercik ke arah yang berbeda, mereka membawa banyak sperma. Ini sangat penting dalam reproduksi kelompok dioecious.

Dalam banyak kasus, antheridia berbentuk seperti cangkir, yang memfasilitasi penyebaran sperma saat terjadi benturan air. Lumut dengan kebiasaan merayap membentuk lapisan air yang kurang lebih terus menerus yang dilalui gamet.

Toleransi lumut terhadap dehidrasi

Beberapa lumut merupakan tumbuhan air. Spesies ini tidak toleran terhadap pengeringan. Namun, spesies lain mampu tumbuh di lingkungan yang ekstrim, dengan periode kering yang ditandai.

Karena mereka poikilohidrik, mereka bisa kehilangan dan mendapatkan air dengan sangat cepat. Saat lingkungan kering, mereka bisa kehilangan hingga 90% air dan pulih kembali saat kelembapan meningkat.

Spesies Tortula ruralis telah disimpan dengan kadar air 5%. Dengan rehidrasi, dia bisa mendapatkan kembali kapasitas metaboliknya. Kasus menarik lainnya adalah Grimmia pulvinata. Sampel herbarium berusia lebih dari 80 tahun terbukti dapat bertahan hidup.

Toleransi terhadap dehidrasi pada banyak lumut termasuk strategi yang memungkinkan mereka untuk menjaga integritas membran sel.

Salah satu faktor yang berperan dalam menjaga struktur sel adalah adanya protein yang disebut rehidrin. Mereka campur tangan dalam stabilisasi dan pemulihan selaput yang rusak selama dehidrasi.

Pada beberapa spesies, vakuola telah diamati membelah menjadi banyak vakuola kecil selama dehidrasi. Saat kadar air meningkat, mereka bergabung dan membentuk vakuola besar lagi.

Tanaman yang toleran terhadap periode pengeringan yang lama menghadirkan mekanisme antioksidan, karena fakta bahwa kerusakan oksidatif meningkat seiring dengan waktu dehidrasi.

Referensi

1. Glime J (2017) Hubungan air: Strategi pabrik. Bab 7-3. Dalam: Glime J (ed.) Bryophyte Ecology Volume I. Ekologi Fisiologis. Ebook disponsori oleh Michigan Technological University dan International Association of Bryologist. 50.pp.
2. Glime J (2017) Hubungan air: Habitat. Bab 7-8. Dalam: Glime J (ed.) Bryophyte Ecology Volume I. Ekologi Fisiologis. Ebook disponsori oleh Michigan Technological University dan International Association of Bryologist. 29.pp.
3. Green T, L Sancho and A Pintado (2011) Ecophysiology of Desiccation / Rehydration Cycles in Lumses and Lichens. Dalam: Lüttge U, E Beck dan D Bartels (eds) Plant Desiccation Tolerance. Studi Ekologi (Analisis dan Sintesis), vol 215. Springer, Berlin, Heidelberg.
4. Izco J, E Barreno, M Brugués, M Costa, J Devesa, F Fernández, T Gallardo, X Llimona, E Salvo, S Talavera dan B Valdés (1997) Botánica. McGraw Hill - Interamericana dari Spanyol. Madrid, Spanyol. 781 hal.
5. Montero L (2011) Karakterisasi beberapa aspek fisiologis dan biokimia lumut Pleurozium schreberi terkait dengan kemampuannya dalam mentolerir dehidrasi. Tesis untuk melamar gelar Doktor Ilmu Pertanian. Fakultas Agronomi, Universitas Nasional Kolombia, Bogotá. 158 hal.