Kegiatan belajar 2 : Alat Pengangkutan Tumbuhan
A. Tujuan
Setelah mempelajari Kegiatan Belajar 2, Anda diharapkan dapat :
1. Menjelaskan alat pengangkutan pada tumbuhan berbiji
2. Menjelaskan fungsi pembuluh kayu dan pembuluh tipis
3. Menunjukan fakta bahwa tumbuhan melakukan aktivitas pengangkutan
4. Menjelaskan devinisi (batasan) jaringan pembuluh
5. Menerangkan alasan bahwa air dan unsur hara dari tanah dapat naik sampai ke daun.
B. Pokok Materi
1. Sistem pengangkutan pada tumbuhan
2. Pengangkutan pada akar
3. Pengangkutan pada batang
4. Pengangkutan pada daun
5. Pengangkutan air dan zat hara dari tanah ke daun
C. Uraian Materi
1. Sistem pengangkutan pada tumbuhan
Sistem pengangkutan pada tumbuhan sangat berbeda dengan sistem pengangkutan pada hewan. Akan tetapi, keduanya mempunyai tujuan yang sama. Tujuan ini adalah mengedarkan zat-zat penting yang diperlukan untuk kehidupan sel-sel dan mengambil zat-zat hasil kegiatan itu.
Pada tumbuhan tingkat rendah, seperti lumut dan paku-pakuan, belum ada alat pengangkutan khusus. Pengangkutan zat-zat itu semata-mata dilakukan dari sel ke sel. Karena banyak rintangan yang harus didahului, pengangkutan zat-zat berjalan lambat.
Gambar 1.4
Pengangkutan pada tumbuhan tingkat tinggi, seperti biji, selain terjadi dari sel ke sel juga melalui suatu alat pengangkutan khusus. Alat pengangkutan khusus ini dinamakan jaringan pengangkutan. Jaringan pengangkut ini dibangun oleh pembuluh kayu (Xilem) dan pembuluh tapis (floem). Berkat adanya pembuluh-pembuluh ini, pengangkutan zat-zat dapat berlangsung dengan cepat. Pembuluh-pembuluh pengangkut ini dapat mulai dari akar sampai ke daun.
Gambar 1.5
Fungsi utama pembuluh kayu sebagai alat untuk mengangkut air dan unsur hara dari dalam tanah ke seluruh bagian tumbuhan. Pada tumbuhan berkeping dua (dikotil), pembuluh ini terdapat di bagian kayu.
Selain fungsi utama pembuluh tipis sebagai alat untuk mengangkut hasil-hasil fotosintesis dar daun ke seluruh bagian tubuh. Pembuluh ini pada tumbuhan dikotil terdapat di bagian kulit tumbuhan.
Pembuluh kayu dan pembuluh tipis biasanya berkumpul dalam satu berkas yang disebut berkas pembuluh. Pada tumbuha dikotil, antara pembuluh kayu dan pembuluh tapis terdapat jaringan yang disebut kambium. Fungsi kambium adalah membentuk pembuluh kayu ke arah dalam membentuk pembuluh tapis ke arah luas.
Gambar 1.6
2. Pengangkutan pada Akar
Pada umumnya akar merupakan bagian tumbuhan yang ada di dalam tanah dan berfungsi sebagai alat untuk menguatkan tegaknya tumbuhan pada tempat tumbuhnya, menyerap air dari unsur-unsur hara serta sebagai tempat menyimpan makan pada tumbuhan tertentu.
Ujung akar terdiri atas sel-sel muda yang selalu membelah dan merupakan titik tumbuh. Ujung akar itu sangat lunak dan mudah rusak, oleh karena itu, ada pelindungnya. Pelindung itu berupa jaringan yang dinamakan tudung akar.
Bagian luar tudung akar sedikit berlendir, hal ini dimaksudkan untuk membantu memudahkan akar masuk ke dalam tanah. Tidak jauh dari tudung akar terdapat bulu-bulu akar. Bulu-bulu akar ini sebenarnya merupakan tonjolan dari sel epidermis, gunanya untuk memperluas bidang penyerapan agar jumlah air dan unsur-unsur hara yang terserap lebih banyak.
Pengangkutan air dan unsur-unsur hara dari bulu akan dan dari epidermis sampai pembuluh kayu adalah pengukuran dari sel ke sel melalui peristiwa osmosis. Setelah sampai pada jaringan xilem pengangkutan ke daun melalui pembuluh angkut yaitu pembuluh kayu.
3. Pengangkutan pada Batang
Susunan jaringan pada batang hampir sama dengan susunan jaringan pada akar, kulit luar (epidermis) terdiri atas selapis sel-sel yang tersusun rapat. Dinding luarnya dilapisi kutikula (lapisan lilin) untuk menghambat penguapan air, sehingga batang terhindar dari kekeringan.
Kulit pertama (kortek) mempunyai rongga-rongga antarsel yang digunakan untuk pertukaran gas. Endodermis yang terdapat di antara kulit dan silinder pusa biasanya mengandung zat tepung. Karena itu endodermis batang sering juga disebut sarung tepung.
Xilem dn floem pada batang umumnya berkumpul mejadi suatu berkas, yang disebut pembuluh tersusun beraturan membentuk lingkaran. Xilem terletak di bagian dalam floem terletak di bagian luar. Di antara xilem dan floem terdapat kambium (gambar 1.6). Sel-sel kambium selalu membelah, membentuk xilem baru ke arah dalam dan floem baru ke arah luar.
Keghiatan kambium menyebabkan batang tumbuhan dikotil bertambah besar. Karena batang membesar, kulit luar batang akan robek. Untuk melindungi lapisan-lapisan di dalam, terbentuklah jaringan gabus. Jaringan gabus tidak dapat ditembus oleh ari maupun gas. Jaringan gabus akan kita temukan pada batang tumbuhan yang telah tua.
Di beberapa tempat dari bagian batang tidak dibentuk jaringan gasus, sehingga terbentuk celah-celah yang disebut lentisel. Lentisel berguna untuk pernapasan tumbuh-tumbuhan, seperti yang dijelaskan pada bagian "Pernapasan Pada Tumbuhan, Lihat di sini !"
Adanya air dan makanan yang cukup mempengaruhi kegiatan kambium untuk membentuk xilem dan floem yang baru. Di musim kemarau membentuk xilem yang sempit. Dengan demikian terdapat bagian yang tegas pada kayu batang, yang disebut lingkar tahun. Lingkar tahun ini dapat digunakan untuk menghitung usia suatu pohon.
Gambar 1.8
Pada batang tumbuhan monokotil, berkas pengangkutan tersebar tidak beraturan, batang monokotuil tidak mempunyai kambium, karena itu tidak dapat bertambah besar.
Melalui pembuluh kayu batang, air dan unsur-unsur hara dari akar diteruskan ke pembuluh kayu pada daun. Sedangkan zat makanan diangkut melalui pembuluh tapis batang dari daun ke seluruh tubuh tumbuhan.
4. Pengangkutan pada Daun
Jaringan pengangkut pada daun, terapat pada tulang daun. Melalui pembuluh kayu, air dan unsur-unsur hara sampai ke dauh. Sebagian dari air itu digunakan untuk proses fotosintesis bersama Karbondioksida dan udara, untuk menghasilkan glukosa dan oksigen.
Proses fotosintesis berlangsung dalam jaringan tiang dan jaringan bunga karang, yang sel-selnya mempunyai butir-butir kloroplas. Di dalam kloroplas terdapat klorofil.
Permukaan atas daun dilapisi oleh laposan kutikula yang berguna untuk mengurangi penguapan air.
Pembuluh tapis daun berfungsi sebagai pengangkut glukosa hasil fotosintesis dan mengedarkannya ke seluruh bagian tumbuhan.
5. Pengangkutan Air dan Zat Hara dari Tanah ke Daun
Mungkin pernah terpikirkan dalam benak anda di sat makan buah kelapa muda, "mengapa air yang tadinya dari dalam tanah bisa sampai kepada buah yang demikian tingginya, mustahil rasanya kalau hal ini hanya merupakan mekanisme kerja dari pembuluh kayu saja". Marilah kita bahas sedikit hal ini.
Sebenarnya ada tiga faktor yang memungkinkan hal ini dapat terjadi, yaitu tekanan akar, sifat kapiler pembuluh kayu dan daya isap daun.
Akar tumbuhan mengambil air dari dalam tanah secara osmosis. Osmosis adalah gerakan molekul-molekul air selalu selaput semipermiabel dari larutan yang kurang pekat (banyak airnya) ke larutan yang lebih pekat (sedikit airnya), sehingga kedua larutan menjadi sama kepekatannya. Jadi osmosis adalah difusi air. Selaput semipermiabel adalah selaput yang hanya dapat ditembus oleh air. Dinding sel semua makhluk bersifat semipermiabel.
Perbedaan yang nyata, kalau osmosis hanya dapat berlangsung melalui selaput semipermiabel, maka difusi dapat berlangsung melalui selaput atau tampa selaput. Untuk lebih jelasnya perhatikan gambar berikut ini :
Gambar 1.10 Perbedaan difusi dan osmosis
Bulu akar dapat mengambil air secara osmosis karena dinding sel-selnya bersifat semipermiabel, karena cairan selnya lebih pekat dari air tanah.
Ketika bulu akar menyerap air, ciran selnya menjadi lebih encer, sehingga kurang pekat dibandingkan dengan sela-sel yang terletak di sebelah dalam akar. Karena itu sel-sel di sebelah dalam menyerap air secara osmosis dari bulu akar. Dengan cara ini air yang diserap pembuluh akar bergerak dari sel ke sel sehingga sampai di pembuluh kayu (lihat Gambar 1.11)
Air masuk ke pembuluh kayu dengan gaya yang cukup besar untuk mendorong naik ke pembuluh kayu batang. Gaya ini disebut tekanan akar.
Tetapi tekanan akar saja tidak cukup untuk mendorong akar terus ke daun. Tenaga untuk menarik air ke atas diperoleh dari transpirasi atau penguapan.
Gambar 1.11 Pengangkutan air dari dalam tanah sampai ke daun
Transpirasi ialah hilangnya air dari tumbuhan akibat penguapan. Air menguap terutama dari sel-sel jaringan bunga karang pada daun ke rongga-rongga di antara sel-sel tersebut. Uap air itu lalu keluar ke udara melalui stomata. Ketika sel bunga karang kehilangan air, cairan selnya menjadi lebih pekat dibandingkan dengan sel-sel yang terletak lebih ke dalam. Karena itu sel bunga karang menyerap air secara osmosis dari sel-sel di sebelah dalam. Akibatnya cairan sel di sebelah dalam menjadi lebih pekat dan sel-sel itu menarik dari pembuluh kayu pada tulang-tulang daun.
Air yang diambil dari pembuluh kayu daun akan digantikan oleh air dari pembuluh kayu batang, dan air yang berkurang dari pembuluh kayu batang akan digantikan oleh air yang berasal dari pembuluh kayu akar. Seluruh proses ini menimbulkan aliran secara terus menerus dari akar ke daun. Inilah yang dimaksud dengan daya isap daun.
Untuk mengetahui adanya tekanan akar, daya isap daun dan daya kapilaritas dapat dilakukan kegiatan sebagai berikut :
a. Menunjukan adanya tekanan air
- Carilah tanaman dalam pot, misalnya tanaman pacar air, kemudian dipotong dekat pangkalnya
- Segera setelah dipotong tutup dengan ibu jari dan masukan pipa karet seperti seperti pada gambar. Isilah dengan air.
- Kemudian masukan pipa kapiler yang telah diisi dengan air. Tutup setiap sambungan dengan vaselin atau malam supaya tidak bocor. Tunggu beberapa waktu.
- Lihat permukaan air dalam pipa kapiler. Catatlah apa yang terjadi.
Gambar 1.1.2 Percobaan untuk menunjukan adanya tekanan air
b. Menunjukan adanya daya isap daun
- Sediakan dua tabung berisi air yang sama banyaknya
- Masukan ranting daun dan ranting tidak berdaun seperti pada gambar
- Setelah beberapa waktu air dalam tabung yang berisi ranting daun airnya berkurang lebih banyak dari pada air dalam tabung yang berisi ranting tak berdaun. Apa sebabnya?
Gambar 1.12. Percobaan untuk menunjukan adanya daya isap
c. Menunjukan adanya daya kapilaritas
- Sediakan bejana berhubungan yang ada kapilernya, kemudian isi dengan air
- Ternyata permukaan air dalam pipa kapiler lebih tinggi daripada dalam tabung yang lain. Mengapa demikian?
Gambar 1.13. Percobaan untuk menunjukan adanya daya kapileritas
D. Kata-kata Penting
Dikotil : tumbuhan berkeping dua
Fotsintesis : Proses penyusunan zat makanan pada tumbuhan yang berhijau daun (klorofil dengan bantuan energi cahaya)
Jaringan Xilem : jaringan yang disusun oleh pembuluh kayu dan serabut kayu
Jaringan floem : jaringan yang disusun oleh pembuluh tapis, sel tetangga dan serabut kulit
Kambium : jaringan meristematik yang terletak di antara xilem dan floem
Kloforil : zat hijau daun
Monokotil : tumbuhan yang berkeping satu
Transpirasi : penguapan pada tumbuhan
Unsur hara : Unsur penting (garam-garam mineral) yang dibutuhkan tumbuhan.
E. Rangkuman
Untuk hidup tumbuhan ditunjang oleh alat yang struktur dan fungsinya berbeda yang meluputi pernafasan, transportasi, pengeluaran, gerak iritabilitas. Pernapasan pada tumbuhan dapat terjadi karena majsuknya oksigen melalui stomata pada daun dan lentisel pada batang.
F. Latihan/Soal-soal
1. Jelaskan, apa kegunaan pembuluh kayu dan pembuluh tapi pada sistem pengangkutan tumbuhan?
2. Tunjukan dimana letak kambium pada tumbuhan dikotil dan apa kegunaan dari kambium?
3. Jelaskan, mengapa air dalam tanah dapat naik sampai ke daun?
4. Apakah yang dimaksud dengan (1) difusi; (2) osomosis; (3) selaput semipermiabel; (4) lentisel; (5) lingkar tahun.
5. Jelaskan perbedaan susunan berkas pengangkut pada batang tumbuhan dikotil dengan batang tumbuhan monokotil.
