BAB
I
PENDAHULUAN
1.1 Latar
Belakang
Asal Mula Tumbuhan Vaskuler
Perkembangan evolusi tumbuhan vaskuler dimulai sejak kira-kira 475 jutatahun
yang lalu, yang terbagi menjadi beberapa periode evolusi . Periode pertama
evolusi, yaitu selama masa Ordovisian, zaman Palaeozoikum, sekitar 475 juta
tahun yang silam, asal mula tumbuhan didugaberasal dari nenek moyang akuatik.
Adaptasi terhadap kehidupan darat(terrestrial) dibuktikan oleh adanya
sporopolenin dan gametangia berlapis yangmelindungi gamet dan embrio. Adaptasi
ini terjadi pada bryofita yang merupakantumbuhan darat pertama. Bryofita atau
tumbuhan lumut ini berkembang menjadiberbagai variasi dalam kelompoknya.
Jaringan pembuluh yang terdiri atas sel-selmembentuk pembuluh untuk mengangkut
air dan zat hara ke seluruh tubuhtumbuhan. Evolusi bryofita merupakan evolusi
yang relatif dini dalam sejarahtumbuhan. Oleh karena sebagian besar bryofita
tidak memiliki jaringan pembuluh maka bryofita disebut sebagai tumbuhan yang
“non vaskuler” atautumbuhan “tidak berpembuluh”.
Namun ada sebagian kecil
bryofita yang memiliki jaringan pembuluh pengangkutan air. Dengan
demikianpengelompokan bryofita sebagai tumbuhan non vaskuler tidak seluruhnya
benar Periode kedua evolusi tumbuhan ditandai oleh diversifikasi
tumbuhanvaskuler (tumbuhan berpembuluh) selama masa Devon sekitar 400 juta
tahunsilam. Tumbuhan vaskuler awal ini merupakan tumbuhan tak berbiji,
misalnyapada jenis paku-pakuan serta kelompok tumbuhan tak berbiji lainnya.
Periode ketiga evolusi tumbuhan dimulai dengan kemunculan biji, yaitustruktur
yang melindungi embrio dari kekeringan dan ancaman perubahanlingkungan.
Kemunculan tumbuhan biji ini mempercepat perluasan kolonisasi tumbuhan di
daratan. Biji tumbuhan terdiri atas embrio dan cadangan makananyang terlingdung
oleh suatu penutup. Tumbuhan vaskuler berbiji muncul kira-kira 360 juta tahun
yang lalu dengan kemunculan Gymnospermae (Bhs. Yunani:
Gymnos= „terbuka‟atau „telanjang‟; sperma= benih atau biji).
1.2 Rumusan
Masalah
Dari latar belakang
diatas dapat kita mengambil suatu rumusan masalah sebagai berikit,
1. Apa yang dimaksud dengan tumbuhan vaskuler ?
2. Apa yang dimaksud tumbuhan vaskuler tak
berbiji?
3. Bagaimana evolusi tumbuhan vaskuler?
1.3 Tujuan
Dari rumusan
masalah di atas, adapun tujuannya yaitu.
1.
Sebagai
bahan refrensi untuk menunjang pengetahuan kita.
2.
Untuk
dapat mengetahui asal muasal tumbuhan vaskuler.
3.
Untuk
dapat mengetahui jenis tumbuhan vaskuler.
BAB II
PEMBAHASAN
2.1 Asal Mula Tumbuhan Vaskuler
Perkembangan evolusi tumbuhan
vaskuler dimulai sejak kira-kira 475 juta tahun yang lalu, yang terbagi menjadi
beberapa periode evolusi . Menurut Campbell dkk (2003), berdasarkan
catatan fosil yang ada, sejarah adaptasi daratan oleh tumbuhan terdapat empat
periode utama evolusi tumbuhan. Periode tersebut merupakan radiasi adaptif yang mengikuti evolusi struktur bagi peluang
kehidupan di darat. Keempat periode adalah sebagai berikut:
2.1.1 Periode pertama
evolusi, yaitu selama
masa Ordovisian, zaman Palaeozoikum, sekitar 475 juta tahun yang silam,
asal mula tumbuhan diduga berasal dari nenek moyang akuatik. Adaptasi terhadap
kehidupan darat(terrestrial) dibuktikan oleh adanya sporopolenin dan gametangia
berlapis yangmelindungi gamet dan embrio. Adaptasi ini terjadi pada bryofita
yang merupakan tumbuhan darat pertama. Bryofita atau tumbuhan lumut ini
berkembang menjadi berbagai variasi dalam kelompoknya. Jaringan pembuluh yang
terdiri atas sel-sel membentuk pembuluh untuk mengangkut air dan zat hara ke
seluruh tubuh tumbuhan. Evolusi bryofita merupakan evolusi yang relatif dini
dalam sejarah tumbuhan. Oleh karena sebagian besar bryofita tidak memiliki jaringan
pembuluh maka
bryofita disebut sebagai tumbuhan yang “non vaskuler” atau tumbuhan “tidak
berpembuluh”. Namun ada sebagian kecil bryofita yang
memiliki
jaringan pembuluh pengang kutan air. Dengan demikian pengelompokan bryofita
sebagai tumbuhan non vaskuler tidak seluruhnya benar
2.1.2 Periode kedua
Evolusi tumbuhan ditandai
oleh diversifikasi tumbuhan vaskuler (tumbuhan berpembuluh) selama masa Devon
sekitar 400 juta tahun silam. Tumbuhan vaskuler awal ini merupakan tumbuhan tak
berbiji, misalnya pada jenis paku-pakuan serta kelompok tumbuhan tak berbiji
lainnya.
2.1.3
Periode ketiga
evolusi tumbuhan dimulai
dengan kemunculan biji, yaitu struktur yang melindungi embrio dari kekeringan
dan ancaman perubahan lingkungan. Kemunculan tumbuhan biji ini
mempercepat perluasan kolonisasi tumbuhan di daratan. Biji tumbuhan
terdiri atas embrio dan cadangan makanan yang terlingdung oleh suatu penutup.
Tumbuhan vaskuler berbiji muncul kira-kira 360 juta tahun yang lalu dengan
kemunculan Gymnospermae (Bhs. Yunani: Gymnos= „terbuka‟
atau „telanjang‟; sperma= benih atau biji).
Gymnospermae, terdiri atas Konifer dengan
berbagai variasi jenisnya. Konifer dan Paku-pakuan mendominasi kehidupan di
hutan belantara selama lebih dari 200 juta tahun.
2.1.4 Periode keempat
dalam evolusi tumbuhan
terjadi pada masa Kreta, zaman
Mesozoikum sekitar 130 juta tahun yang lalu. Periode ini ditandai dengan
kemunculan tumbuhan berbunga yang memiliki struktur reproduksi yang
agak rumit di mana biji dilindungi oleh ruangan yang disebut ovarium.
Karena biji terlindung sedemikian rupa maka kelompok ini disebut Tumbuhan
berbiji tertutup atau Angiospermae (Bhs. Yunani: Angion=
“wadah”; spermae= benih atau biji)Betapapun juga telah lama diyakini bahwa tumbuhan
tumbuhan berevolusidari alga hijau, yaitu protista fotosintetik yang hidup di air. Kelompok alga hijau berkembang sangat pesat sehingga
keanekaragamannya juga tinggi. Kini banyak bukti yang mengarahkan
kekerabatan jenis alga hijau yang termasuk karofita dengan tumbuhan karena
adanya,
(1) Kesamaan
DNA kloroplas alga hijau karofita dengan tumbuhan
(2) Kesamaan
biokimiawi, yaitu komponen selulosa penyusun dinding sel dankomposisi
enzim peroksisom pada alga dan tumbuhan
(3) Kemiripan
dalam mekanisme mitosis dan sitokinesis, yaitu adanya organel-organel
mikrotubul, mikrofilamen aktin dan vesikula pada proses pembelahan sel.
(4) Kemiripan
dalam ultra struktur sperma
(5) Adanya hubungan
kekerabatan (genetik) berdasarkan kesamaan gen danRNA.Karofita yang diwakili
oleh ganggang karangan (Characeae) menunjukkan bahwa karofita dan tumbuhan
memiliki nenek moyang yang sama. Karofita modern umumnya hidup di perairan
dangkal, sementara karofita primitif diduga juga telah hidup di air
dangkal yang mudah terancam kekeringan. Seleksi alam terjadi sehingga alga ini
bertahan hidup di laut dangkal. Perlindungan terhadapembrio yang berkembang di dalam gametangia merupakan cara
adaptasi terhadap kekeringan,
dan ternyata cara ini berguna pada saat mereka hidup di darat.
2.2 Evolusi Tumbuhan
(Adaptasi dari: Campbell, 2003)
Bryofita merupakan
tumbuhan “darat” awal yang berevolusi
dari jenis yang hidup di air. Adaptasi ini belum sempurna, sehingga bryofita
memerlukan tempat hidup yang lembab. Bryofita (Bhs Yunani+ “lumut”)
menunjukkan adaptasi penting dengan kehidupan darat yaitu adanya, arkegonium (gametangium betina)
dan anteridium (gametangium jantan). Arkegonium menghasilkan satu sel telur (ovum), anteridium menghasilkan
sperma berflagela. Sel telur dibuahi di dalam arkegonium dan kemudian
berkembang menjadi zigot. Zigot kemudian berkembang menjadi embrio di dalam selubung
pelindung organ betina. Sekalipun embrio telah terlindung
sedemikian rupa, namun bryofita belum sepenuhnya terbebas dari kehidupan air.
Untuk bereproduksi, sperma berflagela (ciri kehidupan air) masih tetap
memerlukan air untuk dapat membuahi sel telur. Bryofita juga tidak
memiliki jaringan “lignin” dan tidak memiliki jaringan vaskuler, sehingga air dari
lingkungan berdifusi dan diserap oleh sel. Tinggi tumbuhan lumut umumnya 1-2cm,
namun ada yang mencapai 20 cm.
2.2.1 Bryofita terdiri atas
3 divisi, yaitu:
2.2.1.1 Divisi Lumut Daun
(Divisi Bryofita)
Lumut daun merupakan
bryofita yang sangat dikenal, tumbuhan lumutini hidup berkelompok seperti
hamparan yang lunak yang bersifat menyerap air. Masing-masing tumbuhan memiliki
rhizoid (rhiza= akar;-oid= mirip) sebagai alat untuk melekat pada
substrat. Lumut daun mempunyai bagian yang mirip akar, mirip daun dan
mirip batang. Bagian “akar”, “batang”, dan “daun” ini memang
berbeda strukturnya dengan akar, batang, dan daun sejati pada tumbuhan
tinggi. Namun bagian “daun” -nyadapat menyelenggarakan fotosintesis. Lumut daun
berukuran kecil (pendek), meski demikian, hamparan Sphagnum (lumut gambut) yang sangat tebal dapat menutupi
kira-kira 3 % permukaan bumi kita. Sphagnum yang mati di tanah yang basah menyimpan karbon organik yang tak mudah diuraikan
oleh mikroba.
2.2.1.2 Divisi Lumut hati
(Divisi Hepatofita)
Lumut hati banyak
tumbuh di hutan tropika yang sarat dengan keanekaragaman Disebut lumut hati
karena tubuhnya terdiri dari beberapa lobus yang mengingatkan kita pada lobus
hati. Siklus hidupnya mirip dengan lumut daun yaitu memiliki fase seksual dan
aseksual. Secara aseksual dengan membentuk Gemmae yang terdapat di
dalam”mangkuk” dan kemudian akan terpental
ke luar dari mangkuk oleh tetesan air hujan.
2.2.1.3 Divisi Lumut tanduk
(Anthoserofita)
Lumut ini disebut lumut tanduk
karena sporofitnya membentuk kapsul yang memanjang mirip tanduk. Berdasarkan
penelitian asam nukleat diperoleh bukti bahwa lumut tanduk merupakan kelompok
bryofita yang paling dekat kekerabatannya dengan tumbuhan vaskuler. Ketiga
divisi bryofita tersebut telah berhasil hidup di darat dan beradaptasi selama
lebih dari 450 juta tahun. Bahkan diyakini bahwa pada 50 juta tahun pertama sejak lahirnya komunitas darat, lumut
merupakan satu-satunya tumbuhan yang mendominasi daratan
2.3 Evolusi Tumbuhan Vaskuler
Di atas telah diuraikan bahwa
kelompok bryofita telah berhasil
beradaptasi dengan kehidupan darat, sekalipun tidak sepenuhnya dapat hidup ditempat yang kurang
air.
Pada bagian “daun”nya terdapat stomata dan kutikula yang mirip dengan tumbuhan vaskuler. Keberadaan stomata dan lapisan kutikula
ini merupakan tahap evolusi bryofita terhadap kehidupan di darat. Tubuh tumbuhan bryofita
juga telah mengalami diferensiasi menjadi bagian-bagian yang mirip akar, mirip
batang dan mirip daun. Pada tumbuhan vaskuler, tubuhnya juga berdiferensiasi
menjadi akar,batang, dan daun sejati. Sistem perakaran di bawah permukaan tanah
berfungsi: untuk menyerap air dan zat hara. Sistem tunas di atas permukaan
tanah akan menghasilkan daun yang berfungsi untuk menyelenggarakan proses fotosintesis.
Pada bagian batang terdapat jaringan vaskuler yang membentuk sistem
pembuluh angkut. Sistem pembuluh angkut terdiri atas,
Xylem (pembuluh kayu) dan floem(pembuluh
tapis). Pembuluh kayu yang berbentuk tabung sebenarnya merupakan sel mati,
namun dindingnya masih merupakan sistem pipa kapiler mikroskopis untuk
mengangkut air dan zat hara dari akar kebagian tubuh tanaman. Floem merupakan
jaringan sel hidup yang berfungsi menghantarkan
makanan, yang mendistribusikan gula, asam amino,
dan zat-zat lain dari daun ke seluruh bagian tubuh tanaman. Adaptasi
terhadap kehidupan darat lainnya adalah lignin
(zat
kayu) yang terdapat di dalam matriks selulosa dinding sel, sifatnya keras, dan
berfungsi untuk menyokong batang
tumbuhan agar kokoh. Adanya lignin sangat penting bagi tumbuhan darat, karena
lingkungan darat tidak memberikan sokongan eksternal seperti lingkungan air.
Alga yang tumbuh di air tidak memerlukan
zat lignin karena lingkungan sekitarnya menunjang tubuhnya sedemikian
rupa.Sel-sel pembuluh kayu memiliki dinding berlignin yang memiliki dua fungsi
yaitu (1) sebagai jaringan vaskuler dan (2) sebagai penyokong tubuh tanaman. Pada
tumbuhan yang kecil dan tak berkayu, maka tekanan turgo rmembantu agar tumbuhan
tetap tegak, namun pada pohon dan tumbuhan yang besar harus ada lignin agar
dapat tegak. Berbagai fosil tumbuhan ditemukan pada lapisan
sedimen masa Silur dan Devon. Tumbuhan ini terfosilkan dengan sangat
indahnya, hingga tampak susunan jaringan mikroskopiknya. Fosil tumbuhan
tertua adalah Cooksonia yang
ditemukan di lapisan Silur di Eropa dan Amerika Utara. Temuan di dua benua yang
berbeda ini menunjukkan bahwa dahulu kala kedua benua ini masih bersatu. Perbedaan
Cooksonia
dengan bryofita adalah
pada siklus hidupnya. Pada bryofita tahap gametofit merupakan tahap dominan.
Pada tumbuhan vaskuler awal, tahap sporofit-lah yang dominan, yang ditandai
oleh adanya sporangia. Sporofit Cooksonia bercabang, hal ini menunjukkan kemajuan
dibandingkan dengan sporofit bryofita yang tak bercabang. Percabangan berfungsi
untuk meningkatkan jumlah sporangia dan spora yang dihasilkan oleh tubuh
tumbuhan, sehingga dapat lebih banyak menghasilkan keturunan. Percabangan ini
juga merupakan bahan mentah bagi evolusi tumbuhan vaskuler. Daun pada tumbuhan
vaskuler diduga berevolusi dari terbentuknya jalinan jaringan beberapa cabang
yang tumbuh berdekatan.
Contoh
Divisi Bryofita
(Sumber: Keeton, 1980)
Keterangan:
A.Musci (lumut daun)
B.Marchantia (lumut hati)
C.Anthoceros (lumut tanduk)
2.4 Tumbuhan vaskuler tak berbiji
Tumbuhan vaskuler atau tumbuhan
berpembuluh terdiri atas tumbuhanvaskuler
tak berbiji. Tumbuhan vaskuler tak
berbiji dimulai sejak 360 juta tahun silam yaitu pada masa. Karbon.Filogeninya
digambarkan sebagai berikut: Karofita, Bryofita Tumbuhan vaskuler tak berbiji Gimnosperma,
Angiosperma.
2.4.1
Filogeni tumbuhan vaskuler tak berbiji
(Adaptasi dari: Campbell 2003) Baik pada Cooksonia maupun tumbuhan vaskuler tak berbiji, siklus hidupnya didominasi
oleh generasi sporofit. Generasi gametofitnya sangat kecil dan
terdapat di permukaan tanah. Berkurangnya dominasi generasi gametofit dalam
evolusi tumbuhan merupakan bentuk kecenderungan tumbuhan untuk beradaptasi dengan
kehidupan darat. Pada jenis paku-pakuan, ada dua
macam tumbuhan sporofit, yaitu paku homospora dan paku heterospora. PAKU HOMOSPORA= Sel telur Sporofit
Spora Gametofit (berukuran sama) (biseksual) Sperma.
Sedangkan PAKU HETEROSPORA= Megaspora, Gametofit, betina, Sel telur,
Sporofit Mikrospora, Gametofit, , jantan Sperma.
Perbandingan antara paku
homospora dan heterospora
paku homospora
menghasilkan spora yang sama bentuk dan ukurannya, sementara paku heterospora
menghasilkan dua jenis spora yaitu megaspora dan mikrospora. Megaspora
menghasilkan gametofitbetina (arkegonium) sedangkan mikrospora menghasilkan
gametofit jantan (anteridium). Anggota paku heterospora diantaranya ada yang berevolusi
kembali ke air. Tumbuhan vaskuler tak berbiji terdiri atas tiga divisi:
2.4.1.1.
Divisi Lycophyta (likofita)
Paku likofita berevolusi
selama masa Devon dan mendominasi daratan
selama masa Karbon. Pada masa itu, divisi Lycophyta berevolusi menjadi dua
kelompok yaitu:(1) Kelompok yang berevolusi menjadi pohon berkayu dengan
diameter batang 2 meter dan tinggi lebih dari 40 meter. (2) Kelompok yang tetap
berukuran kecil, berbentuk herba (tak berkayu), contohnya Lycopodium
(paku “lumut”, paku kawat,“pinus tanah”)
Spesies Lycophyta raksasa mendominasi rawa
Karboniferous selama jutaan tahun, dan kemudian punah ketika
terjadi perubahan suhu di bumi dan rawa-rawa mengering pada akhir periode
Karbon. Spesies Lycophyta yang
berukuran kecil hidup dekat permukaan tanah di dasar hutan atau hidup sebagai
epifit pada pohon lain. Penyebarannya mulai dari hutan beriklim sedang hingga
hutan tropika.
2.4.1.2 Divisi Sphenophyta
(paku ekor kuda)
Kelompok sphenophyta
dikenal sebagai paku ekor kuda ( horse tail), contohnya Equisetum. Tumbuhan paku ini termasuk kelompok tumbuhan vaskuler
primitif yang telah menghuni daratan sejak masa Devon.Kelompok ini mendominasi
daratan pada masa karbon, beberapa spesies diantaranya mencapai tinggi 15
meter. Paku ekor kuda yang bertahan hingga masa kini adalah
genus tunggal. Equisetum dengan
kira-kira 15 spesies yang tersisa. Hidup di bumi belahan utara hingga daerah
tropika di tepian aliran sungai. Paku ekor kuda merupakan
paku homospora.Tumbuhan yang terlihat adalah generasi sporofit. Pembelahan
meiosis terjadi di dalam sporangia dan menghasilkan spora haploid. Gametofit berkembang
dari spora, berukuran sangat kecil hanya beberapa millimeter saja.
2.4.1.3.Divisi Pterophyta
(Pakis)
Divisi ini sangat
beranekaragam,
dikenal sebagai “pakis” dengan
jumlah
spesies lebih dari 12.000 spesies yang hidup hingga masa kini. Jumlah spesies sterbanyak
terdapat di daerah tropika, tetapi ada beberapa spesies yang hidup di daerah
beriklim sedang. Daun pakis berukuran besar, berbeda dengan daun lycophyta.
Diduga bentuk daun mengalami evolusi, setiap daun pakis yang disebut megafil
kemungkinan berasal dari beberapa daun-daun kecil yang berdekatan. Daun pakis
merupakan daun majemuk, ketika masih muda menggulung dan ujungnya
membentuk seperti ujung biola, dan kemudian berangsur sempurna seiring
dengan membukanya gulungan daun tersebut. Ada pohon pakis yang berukuran besar
yang hidup di daerah tropika, misalnya “pakis haji”.
Tumbuhan vaskuler tak berbiji
sangat dominan pada masa karboniferous sekitar 290-360 juta tahun silam, dan pada masa kini
meninggalkan spesies yang masih hidup dan juga bahan bakar fosil dalam bentuk
batu bara.
A.Lycopodium
B.Equisetum
C. Pakis
BAB III
PENUTUP
3.1 Kesimpulan
Adaptasi tumbuhan
daratan dievolusikan saat tumbuhan vaskuler di tuunkan dari nne moyangyang
menyerupai briofita. Sporofit bercabang pada tumbuhan vaskuler memperbanyak
produksi spora dan memungkinkan terbentuknyatubuh yang lebih kompleks,
cooksonia adalah contoh tumbuhan pada masa silur yang memiliki dua percabangan.
Siklus hidup yang didominasi
oleh sporofit di evolusikan kepada tumbuhan vaskuler tak berbiji, suatu variasi
dalam siklus hidup adalah kontras antara tumbuhan homospora dan heterospora.
Tiga divisi tumbuhan vaskuleryaitu likofita, ekor kuda dan pakis.
Tumbuhan vaskuler tak berbiji
membenruk “ hutan batu bara “ selama masa karboniferus. Batu bara terbentuk
dari gambut, badan tumbuhan rawa yang dibusukkan secara persial.
