Organ Tumbuhan

Tumbuhan berpembuluh atau Tracheophyta meliputi empat filum dunia tumbuhan, yaitu:
1. Psilopsida (terutama sebagai fosil)
2. Lycopsida (paku kawat)
3. Sphenopsida (paku ekor kuda)
4. Pteropsida (paku sejati, Gymnospermae atau tumbuhan berbiji yang menghasilkan conus, dan angiospermae atau tumbuhan berbiji yang berbunga). Angiospermae sekarang makin berkembang menjadi kelompok tumbuhan terbesar di bumi.

Struktur umum tumbuhan berbiji dapat dijelaskan sebagai berikut. Di dalam biji terdapat embrio yang dilindungi oleh kulit biji. Embrio tersebut mendapat pasokan makanan dari jaringan penyimpan makanan. Embrio mempunyai sumbu dengan dua buah kutub, yaitu calon akar dan batang. Di sebelah lateral sumbu terdapat kotiledon atau daun buah yang berfungsi untuk menyimpan makanan pada jaringan khusus, yang disebut endosperm. Pada kondisi baik, biji akan berkecambah menjadi tumbuhan muda. Pertumbuhan akar menuju ke tanah dan pertumbuhan batang menuju ke atas. Pertumbuhan akar dan batang ini, dengan pembentukan sel baru yang dilakukan oleh jaringan meristem pada titik tumbuh, diikuti dengan pertumbuhan dan diferensiasi sel. Tumbuhan dewasa akan membentuk bunga. Setelah bunga masak akan terjadi penyerbukan dan pembuahan sehingga terbentuklah buah yang berisi biji. Biji ini nantinya akan tumbuh sehingga lengkaplah daur hidupnya. Beberapa tumbuhan segera mati setelah pembentukan biji (tumbuhan semusim), sedangkan yang lain terus tumbuh untuk beberapa tahun dan menjadi semak atau pohon.

STRUKTUR UMUM TUMBUHAN
Organ tumbuhan seperti halnya pada hewan, tersusun atas jaringan (sekelompok sel yang mempunyai keaktifan khas). Jaringan tersusun atas sel. Di dalam setiap sel hidup terdapat protoplasma yang dibatasi oleh dinding sel dan di dalam sel itulah semua proses metabolisme terjadi.
Secara umum organ tumbuhan terdiri atas akar, batang, daun, dan bunga. Akar tumbuh ke dalam tanah sehingga memperkuat berdirinya tumbuhan. Akar juga berfungsi untuk mengambil air dan garam mineral dari dalam tanah. Seperti halnya beberapa organ lain pada tumbuhan, akar juga berfungsi untuk menyimpan makanan. Pada batang terdapat daun yang berfungsi menghasilkan makanan melalui fotosintesis dan mengeluarkan air melalui transpirasi. Selain itu, batang juga berperan untuk lewatnya air dan garam minerl dari akar ke daun dan lewatnya hasil fotosintesis dari daun ke seluruh bagian tubuh.

Gambar: skema penampang membujur berbagai organ tumbuhan: (1) biji kacang-kacangan; (2,3,4) tumbuhan dikotil pada tiga tahap perkembangan (embrio, taoge, dewasa); (5) bunga; (6) biji tomat; dan (7) biji jagung. (Fahn, 1989:2)


Pada ujung akar dan batang terdapat meristem pucuk. Sel meristem pucuk terus membelah, kemudian tumbuh dan terdiferensiasi sehingga tumbuhan membesar. Ujung batang bersama daun muda membentuk kuncup. Ada juga yang mengalami modifikasi membentuk sisik, yang berfungsi sebagai pelindung meristem pucuk.
Bunga merupakan alat perkembangbiakan tumbuhan. Ada tumbuhan yang berbunga sempurna dan ada yang berbunga tidak sempurna. Bunga sempurna memiliki benang sari sebagai alat kelamin jantan dan putk sebagai alat kelamin betina. Bunga tidak sempurna ada yang memiliki benang sari, tetapi tidak memiliki putik. Bunga yang demikian disebut bunga jantan. Sementara, bunga yang tidak memiliki benang sari, tetapi memiliki putik disebut benga betina. Ada tumbuhan berbunga tunggal, yaitu jika pada setiap tangkai hanya terdapat satu bunga. Ada pula tumbuhan berbunga majemuk, yaitu juga pada satu tangkai terdapat banyak bunga membentuk rangkaian/karangan.

AKAR
Sistem perakaran pada rumput-rumputan dan monokotil lain disebut sistem akar serabut. Setiap akar pada sistem akar serabut mempunyai ukuran yang hampir sama. Lain halnya dengan tumbuhan dikotil. Tumbuhan dikotil mempunyai akar utama yang bercabang; dan akar cabang ini dapat bercabang lagi. Sistem perakaran seperti ini disebut sistem akar tunggang.
Akar muda mempunyai rambut halus yang disebut rambut akar, yang hanya terdapat pada bagian yang dekat dengan ujung akar. Rambut akar dapat jelas dilihat pada biji yang dikecambahkan pada kertas saring basah atau pasir yang lembab. Rambut akar terdapat dalam jumlah yang besar dan merupakan penonjolan epidermis akar. Rambut akar hidup relatif pendek. Akar akan terus menerus membentuk rambut akar yang baru di dekat ujung akar, yang kemudian terus tumbuh dan menekan ke dalam tanah. Rambut akar dapat memperluas bidang penyerapan air dan garam tanah.
Epidermis akar terdiri atas satu lapis sel yang rapat yang berperan sebagai jaringan pelindung. Di sebelah dalam epidermis terdapat daerah yang relatif tebal, yaitu korteks. Korteks terdiri atas sel parenkim yang antar sel setu dengn lainnya terdapat ruang antarsel. Lapisan di sebelah dalam korteks merupakan selapis sel yang disebut endodermis. Dalam pertumbuhan primer, dinding sel endodermis tipis, hanya terdapat penebalan berbentuk pita melingkar yang disebut pita kaspari.
Bagian tengah akar disebut silinder pusat yang terdiri atas jaringan pengangkut air, yaitu xilem (pembuluh kayu) dan jaringan pengangkut makanan, yaitu floem (pembuluh tapis). Antara jaringan pembuluh (xilem dan floem) dan endodermis terdapat satu lapisan sel parenkim yang disebut perisiklus. Sel pembentuk perisiklus sama dengan sel pembentuk xilem maupun floem, yaitu sel meristem. Perisiklus masih bersifat meristematis sehingga memperluas penampang akar.
Xilem terdiri atas trakeida dan elemen pembuluh, serabut, dan sel parenkim. Sel trakeida dewasa merupakan sel memanjang dengan dinding tebal, dan pada dinding tersebut terdapat bagian tempat yang tipis yang dapat dilewati air dengan mudah. Elemen pembuluh juga seperti sel trakeida, tetapi pada bagian ujungnya terdapat lubang ke arah vertikal. Susunan elemen pembuluh ini disebut trakea. Serabut merupakan sel yang memanjang dengan dinding sel tebal dan berfungsi sebagai penguat jaringan. Sementara, sel parenkim merupakan jaringan pengisi yang berfungsi sebagai penyimpan makanan.

Gambar: (1) sistem akar serabut; (2) tumbuhan muda yang akarnya penuh dengan rambut akar; (3) sistem akar tunggang; (4-6) diagram penampang melintang akar dikotil pada berbagai jarak dari ujung akar yang menunjukkan tahap perkembangan dalam penebalan sekunder; (7) sepotong pembuluh; dan (8) trakeida. (Fahn, 1989:3)

Floem terdiri atas sel tapisan, sel pengiring, serabut, dan parenkim. Sel tapisan terdiri atas sel hidup yang tersusun vertikal yang berfungsi untuk mengangkut bahan organik. Sel pengiuring dan sel tapisan berkembang dari sel meristem yang sama. Sel meristem ini membelah secara longitudinal dan menghasilkan sel-sel dengan ukuran yang berbeda. Sel yang besar akan berkembang menjadi sel tapisan, sedangkan sel yang kecil menjadi sel pengiring. Ukuran panjang sel pengiring bervariasi; ada yang panjang seperti sel tapisan disampingnya adapula yang lebih pendek sehingga terbentuk deretan sel pengiring yang menempel pada sel tapisan.

Gambar: skema tumbuhan dikotil yang menunjukkan susunan jaringan utama: (1) penampang membujur dan (2,3,4) penampang melintang pada berbagai tingkat. (Essau, 1953)

Pada Gymnospermae dan dikotil terdapat suatu jaringan meristem yang disebut kambium pembuluh (kambium vaskuler) yang mengelilingi xilem. Pertumbuhan meristem pucuk menyebebkan pertumbuhan menjari dengan penebalan organ. Sel kembium pembuluh membelah dan menghasilkan elemen xilem ke arah dalam dan elemen floem ke arah luar. Jaringan pembuluh yang berasal dari kambium disebut jaringan sekunder yang terdiri atas xilem sekunder dan floem sekunder.

BATANG
Berdasarkan sifat internal dan eksternalnya, tipe batang dibedakan menjadi: rumput-rumputan (gandum, jagung), herba atau terna (kacang-kacangan, bunga matahari, tomat), batang berkayu, dan pohon. Ada juga tipe batang yang mengadakan metamorfosis dengan bentuk khusus yang sesuai dengan lingkungan atau fungsinya. Tipe itu meliputi bulps atau umbi lapis (bawang) dan umbi (kentang) yang bberfungsi untuk menyimpan makanan. Batang sukulen pada tumbuhan kaktus berfungsi untuk menyimpan air dan melakukan fotosintesis, yaitu proses yang pada tumbuhan lain terjadi pada daun. Batang dapat juga mengalami modifikasi menjadi sulu (tendril) dan duri.
Setelah mempelajari struktur luar batang atau cabang, kita dapat melihat bahwa susunan daun pada batang mempunyai pola khas. Bagian batang tempat menempelnya daun disebut nodus dan bagian batang diantara dua nodus disebut buku (internodus). Kuncup yang sebenarnya pucuk kecil juga terdapat pada batang. Kuncup yang terdapat pada ujung batang disebut kuncup terminal,. Pada bagian aksilar daun terdapat kuncup lateral atau kuncup aksilar, yang biasanya lebih kecil daripada kuncup terminal. Kuncup ini mengalami dormansi untuk periode tertentu (selama musim gugur) atau untuk beberapa tahun (sebagian besar kuncup aksilar.
Selama sel meristem pucuk kuncup terminal mempunyai kemampuan untuk membelah, sebagian besar kuncup aksilar tetap dorman dan pertumbuhan pucuk yang tumbuh dari kuncup aksilar terbatas. Pertumbuhan cabang dan dormansi kuncup aksilar dikembalikan oleh kuncup terminal. Pada tumbuhan yang memiliki kuncup terminal pada sumbu utama, kuncup aksilar akan aktif selama hidup, dan mempunyai percabangan batang monopodium. Pada kebanyakan tumbuhan, meristem yang pucuk akan menghasilkan bunga setelah beberapa waktu menyokong perpanjangan batang dan menghasilkan daun. Pertumbuhan selanjutnya dilakukan oleh kuncup lateral dan cabang ini berfungsi sebagai sumbu utama. Percabangan semacam ini disebut simpodium.
Setelah diferensiasi, meristem pucuk mengalami pemasakan jaringan. Pengamatan susunan jaringan suatu batang muda dari luar ke dalam dapat dibedakan dengan menggunakan mikroskop. Epidermis di bagian luar ditutupi oleh bahan dari lemak alam yang sangat tahan air, disebut kutin. Lapisan kutin ini disebut kutikula. Kutikula terutama juga tebal, bersifat kedap air dan gas (impermeabel). Pada epidermis sering terdapat rambut. Di sebelah dalam epidermis terdapat korteks. Di dalam korteks terdapat jaringan parenkim, kolenkim, dan sklerenkim. Parenkim berfungsi untuk menyimpan makanan; batang yang hijau juga berfungsi untuk fotosintesis. Kolenkim dan sklerenkim berperan sebagai jaringan penguat. Ada beberapa tipe sel kolenkim berdasarkan letak penebalannya. Dinding sel sklerenkim sangat tebal dan sebagian besar mengandung lignin. Sklerenkim dibedakan menjadi dua tipe yaitu sklerenkim serabut, yang panjang dan runcing ujungnya, dan sklereida, yang lebih kurang isodiametris atau bercabang.
Di sebelah dalam korteks terdapat silinder pusat yang berisi jaringan pembuluh. Jaringan pembuluh tersusun dalam suatu susunan yang hiasa disebut ikatan pembuluh (berkas pengangkut). Tiap berkas pengangkut terdiri atas xilem di bagian dalam dan floem di bagian luar. Pada beberapa tanaman, misalnya pada labu, floem terdapat dibagian dalam dan luar dari xilem. Pada Gymnospermae dan dikotil, berkas pembuluh tersusun dalam suatu lingkaran yang mengelilingi empulur. Sementara pada monokotil berkas pengangkut tersebar pada seluruh batang. Perbedaan lain antara monokotil, dikotil dan Gymnospermae adalah adanya kambium di antara xilem dan floem (pada dikotil dan Gymnospermae).
Kambium menghasilkan xilem ke arah dalam (sentripental) dan floem ke arah luar (sentrifugal) sehingga menekan ke bagian luar floem. Jaringan berkas pengangkut yang dihasilkan langsung oleh meristem pucuk disebut xilem primer dan floem primer. Jaringan berkas pembuluh yang dihasilkan oleh kambium disebut xilem sekunder dan floem sekunder. Kambium mengadakan perkembangan sehingga penampang melintangnya menampakkan cincin kambium. Kambium menghasilkan xilem sekunder atau kayu, yang pada beberapa pohon diameternya dapat mencapai beberapa meter. Floem sekunder biasanya dihasilkan dalam jumlah yang lebih kecil daripada xilem sekunder. Floem sekunder bersama-sama dengan epidermis dan korteks akan membentuk kulit kayu.

Xilem sekunder atau kayu pada dasarnya berisi elemen yang sama dengan xilem primer, tetapi biasanya lebih banyak serabut dan sel parenkim yang tersusun kea rah radial, dan disebut jari-jari empulur. Pohon dengan daur pertumbuhan musiman mempunyai cincin pertumbuhan yang tampak pada penampang melintang batang.
Semakin tebal kayu, semakin menekan epidermis dan korteks sehingga sering kali robek. Sebagai jaringan pelindung sekunder, tumbuhan membentuk lapisan gabus (fellem) yang menggantikan fungsi utama epidermis. Gabus terdiri atas sel pipih yang mati dan tidak mempunyai ruang antar sel. Sel ini dilapisi oleh lamella lemak yang disebut suberin. Jaringan ini dihasilkan oleh cambium gabus (felogen). Pada tumbuhan yang hidupnya lama, dengan bertambahnya diameter batang secara terus-menerus, cambium berkembang lebih lanjut ke bagian dalam, misalnya di dalam floem. Gabus merupakan penghalang yang tidak dapat ditembus (impermeable). Gabus dibentuk di dalam floem sekunder sehingga bagian floem yang terdapat di luarnya mati. Semua jaringan cambium di luar membentuk kulit kayu.
Pasokan oksigen pada jaringan hidup yang ditutupi oleh gabus dilakukan oleh sekelompok sel yang mempunyai ruang antarsel yang disebut lentisel.

DAUN
Fungsi utama daun adalah menyintesis bahan organic dengan menggunakan sinar sebagai sumber energy melalui proses fotosintesis. Pengubahan energy ini terjadi di dalam organel sel khusus yang disebut kloroplas, yang di dalamnya terdapat pigmen klorofil.
Struktur luar dan di dalam daun berkaitan dengan perananya dalam proses fotosintesis dan transpirasi. Daun biasanya rata dan tipis sehingga memudahkan masuknya sinar matahari ke dalam sel. Luas permukaan daun juga memungkinkan terjadinya pertukaran gas. Di dalam helaian daun juga terdapat jaringan pembuluh. Mesofil daun yang terdapat di antara epidermis atas dan bawah dibedakan menjadi dua macam, yaitu parenkim palisade yang terdiri atas sel yang panjang dan tidak mempunyai ruang antar sel dan parenkim spons yang terdiri atas sel yang berbentuk tidak teratur dengan ruang antarsel yang besar. Parenkim palisade lebih banyak mengandung kloroplas. Pada epidermis terdapat stomata yang membantu pertukaran gas antara jaringan daun dan atmosfer. Setiap stomata terdiri atas dua buah sel penutup yang mengelilingi lubang kecil. Stomata dapat membuka dan menutup sehingga dapat mengatur pemasukan dan pengeluaran gas ked an dari daun.

BUNGA
Bunga merupakan organ reproduksi Angiospermae. Bunga dibentuk oleh meristem pucuk khusus yang berkembang dari ujung batang dan dipengaruhi oleh factor dalam maupun luar.
Bunga terdiri atas sekelompok daun khusus yang disebut sepala, petala, stamen, dan karpela. Sepala biasanya berwarna hijau, dan seluruh sepala disebut kelopak bunga (kaliks) petala biasanya berwarna dan menarik, keseluruhannya disebut mahkota bunga (korola). Tiap stamen mempunyai sebuah tangkai sari (filament), yang di bagian ujungnya terdapat ruang sari (antera) dan di dalamnya berisi butir serbuk sari. Butir serbuk sari berisi gamet jantan atau sel sperma. Karpela ada yang tunggal, ada yang berkelompok. Karpela secara keseluruhan disebut putik (pisitium), yang dapat dibedakan menjadi tiga bagian: bagian basal adalah bakal buah (ovarium), bagian tengah merupakan tangkai yang disebut tangkai putik (stilus), dan bagian ujung disebut kepala putik (stigma). Di dalam ovarium terdapat ruang yang disebut lokulus, di dalamnya berisi ovulum yang merupakan gamet betina atau sel telur.

Butir serbuk sari yang sudah masak dapat disebarkan oleh angina tau serangga sehingga dapat mencapai kepala putik. Proses menempelnya butir serbuk sari di atas kepala putik ini disebut penyerbukan atau pollination. Butir serbuk sari akan berkecambah membentuk buluh serbuk yang berisi dua sel sperma. Buluh serbuk masuk ke dalam ovulum, salah satu dari sel sperma membuahi sel telur dan terbentuklah zigot. Zigot akan tumbuh menjadi embrio. Pada tahap ini karpela mulai tumbuh dan membentuk buah, sedangkan ovulum menjadi biji.

RANGKUMAN
Tumbuhan berpembuluh atau Tracheophyta meliputi empat divisi, dan yang sekarang makin berkembang menjadi kelompok tanaman terbesar di bumi yaitu Spermatophyta atau tumbuhan biji, yang dikelompokkan menjadi tumbuhan berbiji tertutup (Angiospermae) dan tumbuhan berbiji terbuka (Gymnospermae). Di dalam biji terdapat embrio atau calon tumbuhan baru. Organ tumbuhan tersusun atas sekelompok sel yang mempunyai keaktifan sama, yang disebut jaringan. Sel merupakan unit fungsi terkecil makhluk hidup.
Sistem perakaran tumbuhan ada dua macam, yaitu sistem akar serabut dan sistem akar tunggang. Pada akar muda terdapat rambut yang berumur relative pendek, berfungsi memperluas bidang penyerapan air dan garam tanah. Jaringan penyusun akar dari luar ke dalam secara berurutan adalah epidermis, korteks, dan silinder pusat yang terdiri atas jaringan xylem dan floem. Xylem berfungsi mengangkut air dan garam mineral dari akar ke daun, sedangkan floem berfungsi mengangkut bahan organic (hasil fotosintesis).
Berdasarkan sifatnya, tipe batang secara umum dibedakan menjadi tipe: (1) rumput-rumputan, (2) herba atau terna, (3) batang berkayu dan (4) pohon. Tipe batang dengan bentuk khusus sesuai dengan lingkungan atau fungsinya yaitu bulbus atau umbi lapis dan umbi, berfungsi menyimpan makanan; serta batang sukulen untuk menyimpan air dan melakukan fotosintesis, bisa juga bermodifikasi membentuk duri serta sulur atau tendril.
Susunan anatomi batang dari luar ke dalam secara berurutan yaitu epidermis, korteks, dan silinder pusat yang berisi berkas pengangkut. Batang dikotil dan Gymnospermae mempunyai kambium dalam berkas pengangkut, yaitu di antara xilem dan floem. Kambium membentuk jaringan sekunder kea rah dalam maupun luar sehingga batang semakin tebal.
Pada batang, menempel daun yang fungsi utamanya untuk fotosintesis. Fotosintesis terjadi dengan adanya pigmen klorofil di dalam kloroplas dan energi cahaya. Pada daun terdapat stomata atau mulut daun yang dapat membuka dan menutup sehingga dapat mengatur pemasukan dan pengeluaran gas ked an dari daun. Membuka dan menutupnya stomata dipengaruhi oleh kekuatan (intensitas) cahaya.
Organ reproduksi Angiospermae adalah bunga. Bagian bunga terdiri atas kelopak atau kaliks yang berwarna hijau dan mahkota atau korola yang biasanya berwarna-warni menarik. Di dalamnya terdapat benang sari atau stamen yang menghasilkan butir serbuk sari dan putik atau pistilum yang menghasilkan sel telur. Proses menempelnya butir serbuk sari di atas kepala putik disebut penyerbukan atau polinasi. Butir serbuk sari berkecambah menghasilkan sel sperma yang akan membuahi sel telur sehingga terbentuk zigot yang akan tumbuh menjadi embrio.

DAFTAR ISTILAH
-Akropetal : terbentuk secara berurutan dari bagian dasar ke arah ujung sehingga bagian yang paling ujung merupakan yang termuda
-Fellem : gabus dan lapisan bukan gabus yeng membentuk wilayah luar periderm yang dihasilkan sebagai kegiatan felogen.
-Felogen : kambium gabus batang berkayu, timbul sebagai meristem sekunder, yang melahirkan gabus, dan felodermis; disebut juga kambium gabus.
-Kuncup lateral: kuncup aksilar = kuncup ketiak (axillary bud, lateral bud), kuncup yang tumbuh pada ketiak atau lampang daun.
-Lentisel : jaringan spesifik yang terdapat pada periderm dan dapat dibedakan dengan fellem karena adanya ruang antar sel, berpori dan menonjol, biasanya berbentuk lonjong. Terbentuk jika lapisan epidermis bercabang berkayu digantikan oleh lapisan gabus. Lentisel memungkinkan pertukaran gas antara bagian dalam cabang dan atmosfer.
-Monopodium : sistem percabangan dengan satu sumbu utama yang tumbuh terus di ujung dengan arah yang sama dengan pertumbuhan sebelumnya, sedangkan cabang sampingnya dibentuk satu per satu secara akropetal, berselang-seling atau dalam spiral.
-Pepagan : (bark) jaringan terluar yang melapisi batang kayu yang merupakan keseluruhan jaringan di luar kambium pembuluh, meliputi floem sekunder, korteks, dan epidermis; secara popular disebut kulit kayu.
-Perisiklus : lapisan terluar stele, terletak langsung di bawah endodermis, disebut juga perikambium.
-Pita kaspari : penebalan kedap air berupa pita mengayu atau menggabus yang mengelilingi dinding menjari sel endodermis akar.
-Sel pengiring : (companion cells) sel sempit pada floem Gymnospermae yang tetap berinti, berasal dari sel induk unsur floem.

sumber: Mulyani, Sri. 2006. Anatomi Tumbuhan. Kanisius. Yogyakarta