Siklus Hidup Tumbuhan Rendah

1.      LUMUT (Bryophyta)

Lumut merupakan kelompok tumbuhan yang telah beradaptasi dengan lingkungan darat. Kelompok tumbuhan ini penyebarannya menggunakan spora dan telah mendiami bumi semenjak kurang lebih 350 juta tahun yang lalu. Pada masa sekarang ini Bryophyta dapat ditemukan disemua habitat kecuali di laut (Gradstein,2003).
Dalam skala evolusi lumut berada diantara ganggang hijau dan tumbuhan berpembuluh (tumbuhan paku dan tumbuhan berbiji). Persamaan antara ketiga tumbuhan tersebut adalah ketiganya mempunyai pigmen fotosintesis berupa klorofil A dan B, dan pati sebagai cadangan makanan utama (Hasan dan Ariyanti,2004).
Perbedaan mendasar antara ganggang dengan lumut dan tumbuhan berpembuluh telah beradaptasi dengan lingkungan darat yang kering dengan mempunyai organ reproduksi (gametangium dan sporangium), selalu terdiri dari banyak sel (multiselluler) dan dilindungi oleh lapisan sel-sel mandul, zigotnya berkembang menjadi embrio dan tetap tinggal di dalam gametangium betina. Oleh karena itu lumut dan tumbuhan berpembuluh pada umumnya merupakan tumbuhan darat tidak seperti ganggang yang kebanyakan aquatik (Tjitrosoepomo, 1989).

Lumut dapat dibedakan dari tumbuhan berpembuluh terutama karena lumut (kecuali Polytrichales) tidak mempunyai sistem pengangkut air dan makanan. Selain itu lumut tidak mempunyai akar sejati, lumut melekat pada substrat dengan menggunakan rhizoid. Siklus hidup lumut dan tumbuhan berpembuluh juga berbeda (Hasan dan Ariyanti, 2004).

Pada tumbuhan berpembuluh, tumbuhan sesungguhnya di alam merupakan generasi aseksual (sporofit), sedangkan generasi gametofitnya sangat tereduksi.  Sebaliknya pada lumut, tumbuhan sesungguhnya merupakan generasi seksual (gametofit). Sporofit lumut sangat tereduksi dan selama perkembangannya melekat dan tergantung pada gametofit (Polunin, 1990).

a.      Ciri-ciri Lumut

Ciri-ciri lumut secara umum adalah sebagai berikut :

1.      Berwarna hijau, karena sel-selnya memiliki kloroplas (plastida).

2.      Struktur tubuhnya masih sederhana, belum memiliki jaringan pengangkut.

3.      Proses pengangkutan air dan zat mineral di dalam tubuh berlangsung secara difusi dan dibantu oleh aliran sitoplasma.

4.      Hidup di rawa-rawa atau tempat yang lembab.

5.      Ukuran tinggi tubuh ± 20 cm.

6.      Dinding sel tersusun atas sellulose.

7.      Gametangium terdiri atas anteredium dan archegoniom.

8.      Daun lumut tersusun atas selapis sel berukuran kecil mengandung kloroplas seperti jala, kecuali pada ibu tulang daunnya.

9.      Hanya mengalami pertumbuhan primer dengan sebuah sel pemula berbentuk tetrader.

10.  Belum memiliki akar sejati, sehingga menyerap air dan mineral dalam tanah menggunakan rhizoid.

11.  Rhizoid terdiri atas beberapa lapis deretan sel parenkim.

12.  Sporofit terdiri atas kapsul dan seta.

13.  Sporofit yang ada pada ujung gametofit berwarna hijau dan memiliki klorofil, sehingga bisa melakukan fotosintesis.

b.      Siklus Hidup Lumut

 

Lumut mengalami siklus hidup diplobiontik dengan pergantian generasi heteromorfik. Kelompok tumbuhan ini menunjukkan pergiliran generasi gametofit dan sporofit yang secara morfologi berbeda. Generasi yang dominan adalah gametofit, sementara sporofitnya secara permanen melekat dan tergantung pada gametofit. Generasi sporofit selama hidupnya mendapat makanan dari gametofit seperti pada Gambar (Mishler et al., 2003).

Pada siklus hidup tumbuhan lumut, sporofit menghasilkan spora yang akan berkecambah menjadi protonema. Selanjutnya dari protonema akan muncul gametofit. Generasi gametofit mempunyai satu set kromosom (haploid) dan menghasilkan organ sex (gametangium) yang disebut archegonium (betina) yang
menghasilkan sel telur dan antheredium (jantan) yang menghasilkan sperma berflagella (antherezoid dan spermatozoid). Gametangium biasanya dilindungi oleh daun-daun khusus yang disebut bract (daun pelindung) atau oleh tipe struktur pelindung lainnya (Mishler et al., 2003).

Gametangium jantan (antheredium) berbentuk bulat atau seperti gada, sedangkan gametogonium betinanya (arkegonium) berbentuk seperti botol dengan bagian lebar disebut perut dan bagian yang sempit disebut leher. Gametangia jantan dan betina dapat dihasilkan pada tanaman yang sama (monoceous) atau pada tanaman berbeda (dioceous) (Gradstein, 2003).

Fertilisasi sel telur oleh antherezoid menghasilkan zigot dengan dua set kromosom (diploid). Zigot merupakan awal generasi sporofit. Selanjutnya pembelahan zigot membentuk sporofit dewasa yang terdiri dari kaki sebagai pelekat pada gametofit, seta atau tangkai dan kapsul (sporangium) di bagian ujungnya.
Kapsul merupakan tempat dihasilkannya spora melalui meiosis. Setelah spora masak dan dibebaskan dari dalam kapsul berarti satu siklus hidup telah lengkap (Hasan dan Ariyanti, 2004).

2.      Pterydophyta (Tumbuhan Paku)

Tumbuhan paku merupakan tumbuhan kedua setelah lumut yang mempunyai tingkat adaptasi yang jauh lebih berkembang dibandingkan dengan lumut itu sendiri. Dalam hal reproduksi tumbuhan paku juga bereproduksi secara metagenesis. Yang menjadi perbedaan besar antara keduanya adalah bahwa pada tumbuhan paku ini sudah dilengkapi dengan pembuluh angkut xilem dan floem sehingga dimasukkan sebagai tumbuhan berpebuluh (Tracheophyta). Selain itu tumbuhan paku tergolong dalam tumbuhan kormofita (telah memiliki akar, batang dan daun sejati), lebih tepatnya kormofita berspora, karena dalam siklus hidupnya ia menghasilkan spora. Perbedaan lainnya dengan tumbuhan lumut yakni pada fase sporofitnya, kalau di tumbuhan lumut fase sporofit adalah fase yang singkat maka pada tumbuhan paku sendiri justru fase sporofit merupakan fase terlama dibanding dengan fase gametofit, sehingga siklus hidupnya merupakan kebalikan dari siklus hidup paku.

a.      Ciri-ciri tumbuhan paku

1. Sudah memiliki akar, batang, dan daun sejati.
2. Memiliki berkas pembuluh angkut.
3. Terdiri atas dua fase generasi, yaitu sporofit (menghasilkan spora) dan gametofit (menghasilkan sel kela-min).
4. Fase sporofit memiliki sifat lebih dominan dari fase gametofit.
5. Berdasarkan fungsinya, daun tumbuhan paku dibedakan menjadi daun tropofil (untuk fotosintesis) dan daun sporofil (penghasil spora).
6. Berdasarkan bentuknya, daun tumbuhan paku dibedakan menjadi daun mikofil (daun kecil) dan daun makrofil (daun besar)
7. Habitat ada yang di darat, di perairan dan ada yang hidupnya menempel.

b.      Klasifikasi tumbuhan paku

Berdasarkan jenis spora yang dihasilkan, tumbuhan paku diklasifikasikan menjadi tiga:

1. Paku homospora, yaitu tumbuhan paku yang hanya menghasilkan satu jenis spora. Contoh: Adiantum cuneatum (suplir), Lycopsida (paku kawat).

2. Paku heterospora, yaitu paku yang menghasilkan dua jenis spora yang berbeda, yaitu mikrospora (jantan) dan makrospora (betina). Contoh: Selaginella (paku rane), Marsilea crenata (semanggi).

3. Paku peralihan, yaitu paku yang menghasilkan spora dengan bentuk dan ukuran yang sama. Jenis ini dianggap sebagai bentuk peralihan antara paku homospora dan heterospora. Contoh: Equisetum debile (paku ekor kuda).

Pada metagenesis tumbuhan paku, baik pada paku homospora, paku heterospora, ataupun paku peralihan, pada prinsipnya sama. Jika spora jatuh ditempat atau habitat yang mendukung atau cocok makan ia akan tumbuh menjadi protalium yang selanjutnya akan membentuk gametofit (n) yakni anteridium (penghasil sperma) dan arkegonium (penghasil ovum). Dengan perantaraan air, sperma akan bergerak menuju ovum dan terjadilah fertilisasi yang akan menghasilkan zigot (2n). Zigot akan mengalami pembelahan mitosis dan tumbuh menjadi embrio (2n) dan selanjutnya embrio akan berkembang menjadi sporofit (2n).

Sedangkan, menurut penggolongan dalam taksonomi, tumbuhan paku dibagi ke dalam beberapa divisi, yaitu:

2. Paku kawat (Lycophyta), memiliki ciri-ciri berdaun kecil, tidak bertangkai, batang menyerupai kawat dengan akar yang bercabang. Sporangium terdapat pada sisi daun yang berkumpul membentuk kerucut yang disebut strobilus. Contoh: Lycopodium clavatum, Lycopodium sp. (paku tanduk rusa), dan Selaginela sp.
3. Paku ekor kuda (Sphenophyta), yaitu jenis paku yang berdaun kecil seperti selaput dan tersusun melingkar. Batangnya mirip daun cemara berongga, dan tumbuh tegak. Umumnya jenis paku ini hidup di dataran tinggi. Contoh: Equisetum debile (paku ekor kuda).
4. Paku purba (Psilophyta), sebagian besar jenisnya telah punah. Tumbuhan paku ini belum memiliki daun dan akar batangnya bercabang menggarpu dengan sporangium terdapat pada ujung cabangnya, dan telah memiliki berkas pengangkut. Contoh: Psilotum nodum, Rhynia major.
5. Paku sejati (Pterophyta), merupakan jenis paku yang banyak dijumpai. umumnya disebut pakis. Tumbuhan ini berdaun lebar dan mudah menggulung. Sporangium terdapat pada sporofil. Contoh: Azolla pinnata (paku sampan), Marsilea crenata (semangqi), Adiantum cuneatum (suplir), dan Asplenium nidus (paku sarang burung).

Daur hidup tumbuhan paku mengenal pergiliran keturunan, yang terdiri dari dua fase utama:gametofit dan sporofit. Tumbuhan paku yang mudah kita lihat merupakan bentuk fase sporofit karena menghasilkan spora. Bentuk generasi fase gametofit dinamakan protalus (prothallus) atau protalium (prothallium), yang berwujud tumbuhan kecil berupa lembaran berwarna hijau, mirip lumut hati, tidak berakar (tetapi memiliki rizoid sebagai penggantinya), tidak berbatang, tidak berdaun. Prothallium tumbuh dari spora yang jatuh di tempat yang lembab. Dari prothallium berkembang anteridium (antheridium, organ penghasil spermatozoid atau sel kelamin jantan) dan arkegonium (archegonium, organ penghasil ovum atau sel telur). Pembuahan mutlak memerlukan bantuan air sebagai media spermatozoid berpindah menuju archegonium. Ovum yang terbuahi berkembang menjadi zigot, yang pada gilirannya tumbuh menjadi tumbuhan paku baru.

3.      JAMUR

Protista mirip jamur tidak dimasukkan ke dalam kingdom fungi (jamur) karena struktur tubuh dan cara reproduksinya berbeda dengan kelompok jamur sesungguhnya. Reproduksi jamur lendir mirip jamur, tetapi gerakan pada fase vegetatifnya mirip amoeba. Meskipun tidak berklorofil, struktur molekul membran sel jamur lendir mirip strukur molekul alga. Contoh dari protista mirip jamur adalah Mycomycota dan Oomycota.

1.        Mycomycota (Jamur Lendir Plasmodial)

Jamur lendir hanya memiliki beberapa sifat yang mirip dengan jamur sejati. Struktur vegetatif jamur lendir disebut plasmodium, yaitu massa sitoplasma berinti banyak dan tidak dibatasi oleh dinding yang kuat.

Plasmodium bergerak dengan gerakan ameboid di atas subtrat dan dapat mencerna mikroorganisme serta partikel-partikel bahan organik yang membusuk dalam selnya. Selama kondisi lingkungan baik, plasmodium melanjutkan fase vegetatifnya; massa sel bertambah dan inti terus membelah.

gambar jamur lendir

Jika plasmodium merayap ke tempat yang kering, maka akan terbentuk badan buah  (fruiting body). Badan buah berkembang dan membentuk spora berinti satu yang diselubungi dinding sel. Spora terbentuk dari inti plasmodium yang masing-masing memisahkan diri ke dalam bagian yang dibatasi oleh dinding sel. Spora yang lepas dari badan buah akan menjadi gamet ameboid berflagela satu. Dua gamet akan berkembang menjadi zigot berflagela dua. Kemudian zigot akan kehilangan flagela dan menjadi plasmodium baru. Jadi, inti plasmodium bersifat diploid. Meiosis terjadi pada waktu spora-spora akan terbentuk.

Ke dalam jamur lendir termasuk pula Acrasiae yang pada dasarnya lebih mirip dengan protozoa uniseluler. Bentuk vegetatifnya terdiri atas sel berinti satu yang ameboid. Sel-sel ini memperbanyak diri dengan pembelahan biner. Bentuk vegetatif ini sukar dibedakan dengan ameba (protozoa). Jika keadaan memungkinkan sel-sel ameboid itu akan bergabung dan membentuk badan buah.

Jadi ciri Mycomycota yang menyerupai jamur ialah pada waktu stadium badan buah, sedangkan stadium vegetatifnya mirip protozoa (ameboid). Stadium miselium (pada waktu terbentuk badan buah) dan stadium vegetatif pada dasarnya memiliki struktur yang sama, yaitu senositik dan menunjukkan aliran sitoplasma. Perbedaanya adalah aliran sitoplasma pada stadium miselium ini dibatasi oleh dinding badan buah.

2.        Oomycota (Jamur Air)

Jamur air (Oomycota) dulu dikelompokkan dalam kingdom jamur karena memiliki banyak kemiripan. Keduanya memiliki tubuh yang disebut miselium yang tumbuh diatas materi organik. Jamur air bersifat heterotrofik, baik secara parasit maupun saprofit. Jamur tersebut mengambil makanan dengan memasukkan hifa ke dalam jaringan inang, mengeluarkan enzim pencerna dan kemudian menghisap larutan hasil pencernaan.

Hifa pada Oomycota mempunyai dinding sel yang mengandung selulosa dan tidak mempunyai septa (senositik), kecuali pada struktur reproduksinya. Jika persediaan makanan banyak dan kondisi lingkungan menguntungkan, jamur air akan melakukan reproduksi aseksual. Pada reproduksi ini, ujung hifa membengkak, disebut zoosporangium. Di dalam zoosporangium akan terbentuk zoospora berflagela dua. Jika keadaan lingkungan memburuk, jamur air akan memulai reproduksi seksual.

Reproduksi seksual melibatkan pembentukan anteridium dan oogonium di ujung hifa vegetatif. Jika anteridium bersentuhan dengan oogonium akan menghasilkan saluran fertilisasi yang akan menembus oogonium dan menyediakan jalan bagi perpindahan inti. Pembuahan oosfer (sel telur) menghasilkan zigot. Zigot mempunyai dinding tebal dan tahan terhadap kondisi yang tidak menguntungkan, seperti udara dingin dan kekeringan. Zigot akan berkembang menjadi oospora.

Tiga contoh jamur air antara lain Phytophthora, Phythium, dan Downy mildew. Phytophthora infestans, anggota kelas Peronospora, menyebabkan penyaikit lateblight pada kentang. Organisme ini menyebabkan gagal panen di Irlandia dan mengakibatkan terjadinya kelaparan hebat pada tahun 1840-an.

Gejala pertama serangan jamur ini berupa bercak kecil berwarna kecoklatan yang muncul di daun. Bercak ini cepat menyebar dalam kondisi basah, sehingga seluruh tanaman menjadi cokelat dan busuk. Akibatnya, fotosintesis terhenti sehingga tidak ada makanan untuk disimpan di umbi akar. Selama musim dingin, penyaikt ini menginfeksi umbi kentang. Miselium berkembang menghasilkan sporangia aseksual, yang mudah menyebar melalui udara dan menginfeksi tanaman sehat.

Untuk mencegah penyebaran penyakit ini, semua tanaman yang terinfeksi harus dibakar, dan hanya menanam umbi yang bebas penyakit. Daun tanaman dihancurkan sebelum umbi dipanen untuk menekan resiko penyebaran spora ke tanaman lain. Menimbun kentang sebelum dipanen juga menghambat spora masuk ke umbi kentang. Tanaman disemprot fungisida secara teratur. Fungisida akan melapisi daun sehingga enzim jamur tidak berfungsi. Fungisida juga dapat mencegah pertumbuhan miselium.

3.        Phythium sp.

Phythium sp. adalah patogen lain yang juga termasuk kelas Peronospora. Phythium sp. tumbuh saprofit di tanah, menyebabkan penyakit rebah (damping off) pada biji yang berkecambah. Jamur ini menyebar dengan cepat di rumah kaca yang kondisinya lembap. Penyakit ini dapat dikendalikan dengan mensterilkan tanah di rumah kaca dengan pengasapan dan menghindari jarak tanaman yang terlalu rapat.

daur hidup Phytium

Beberapa jenis Phythium  bahkan menjadi parasit pada Oomycota lain dan jamur. Saat ini Phythium juga dimanfaatkan sebagai agen kontrol biologi.

Downy Mildew dapat dikenali dengan timbulnya semacam tepung di permukaan daun. Jamur air ini menyerang tanaman pangan seperti kentang, anggur, dan tanaman merambat lainnya.

4.      TUMBUHAN BERTALUS (taleophyta)

Thallophyta merupakan tumbuhan yang paling sederhana tingkatannya dibandingkan dengan kelompok tumbuhan yang lain. Thallophyta adalah tumbuhan bertalus, artinya tumbuhan tersebut belum memiliki organ tubuh yang jelas, seperti akar, batang, dan daun. Untuk melestarikan kehidupannya, tumbuhan ini mempunyai tubuh yang sederhana tetapi memiliki fungsi yang sama dengan organ tubuh tanaman pada umumnya.