Para angiosperma adalah kelompok yang paling banyak, beragam dan sukses tanaman yang mendiami planet ini. Mereka dikenal sebagai tanaman berbunga, karena ciri khas mereka adalah bunganya.
Istilah angiosperma berasal dari kata Yunani “ angio” yang berarti wadah, dan dari kata “ sperma” yang berarti benih. Oleh karena itu, nama angiosperma berarti wadah benih.
bidang tulip (Sumber: John O’Neill, melalui Wikimedia Commons)
Fungsi utama bunga pada tumbuhan ini adalah untuk menghasilkan buah dan biji; benih dapat diproduksi dengan penyerbukan sendiri, penyerbukan silang, atau oleh peristiwa non-seksual seperti apomixis.
Angiosperma adalah kelompok monofiletik tumbuhan vaskular dan dianggap sebagai kelompok saudara gymnosperma . Perbedaan utama antara angiosperma dan gymnosperma adalah bahwa ovula yang tertutup dalam ovarium yang nantinya akan menjadi buah.
Angiospermae tumbuh dan mendominasi hampir semua wilayah di planet ini, kecuali hutan jenis konifera . Ada angiospermae yang beradaptasi dengan habitat terestrial, akuatik dan epifit, menjadi daerah tropis Amerika Selatan yang terkaya dalam spesies ini. Cacti adalah angiosperma yang disesuaikan dengan tumbuh di daerah yang sangat gersang.
Bunga angiosperma berhubungan erat dengan penyerbuk, dan diperkirakan berevolusi secara paralel (berevolusi bersama). Penyerbuk telah mecaralkan adaptasi tanaman terhadap cakupan ovula.
Dalam kelompok tanaman angiosperma adalah bentuk tanaman yang paling bervariasi, dengan perwakilan yang sangat kecil, seperti duckweed, yang berukuran 1 mm, dan pohon raksasa seperti Eucalyptus , yang dapat mencapai ketinggian hingga 100 m.
Dalam kelompok ini ditemukan sebagian besar spesies tanaman yang penting secara ekonomi bagi umat manusia, di mana jagung, gandum, kopi, kakao, dan kentang menonjol, di antara banyak tanaman lain yang mendasar dalam makanan manusia.
Angiospermae bereproduksi secara seksual setelah pembuahan ganda yang menghasilkan embrio dan endosperma.
Angiospermae diwakili oleh lebih dari 300.000 spesies yang berbeda, secara kasar diklasifikasikan ke dalam 450 keluarga, dan tanaman berbunga inilah yang telah mendominasi Bumi selama lebih dari 100 juta tahun.
Indeks artikel
Karakteristik
Angiosperma adalah, untuk sebagian besar, tanaman yang hidup bebas, namun, ada beberapa spesies parasit dan saprofit. Beberapa angiosperma adalah liana yang mendaki ke puncak dari hutan hujan tropis, sementara yang lain epifit yang tumbuh di dalam lapisan arboreal dari hutan.
-Bunga angiospermae terdiri dari tiga lingkaran: perianth , androecium dan gynoecium .
-perhiasan bunga terstruktur dari daun tunas dimodifikasi yang membuat kelopak dan mahkota. Kelopak umumnya hijau dan fotosintesis, terdiri dari sepal daun berbentuk. Corolla biasanya berwarna-warni, mencolok, harum, dan terdiri dari kelopak individu atau menyatu.
-andresium terdiri dari himpunan benang sari dan benang sari ini adalah pembawa serbuk sari di mana gametophytes laki-laki (microgametophytes) ditemukan. Benang sari adalah organ reproduksi laki-laki bunga.
-ginesium terdiri dari himpunan karpel yang membentuk satu atau lebih putik. Di dalam karpel terdapat ovarium atau mega-sporangia, tempat gametofit betina (makrogametofit) ditemukan. Karpel mewakili organ reproduksi betina bunga.
Bunga di angiospermae adalah biseksual di sebagian besar spesies, yaitu gametofit jantan dan betina ditemukan tidak hanya pada tanaman yang sama, tetapi juga dalam struktur yang sama.
Sebagian besar spesies angiospermae memiliki pembuluh air dan mineral melakukan sel, namun, beberapa kelompok angiospermae basal memiliki tracheids sebagai sel melakukan.
Asal dan evolusi
Angiospermae muncul di Kapur Bawah sekitar 125 juta tahun yang lalu, mencapai spesialisasi tingkat tinggi di Kapur Tengah. Fosil tumbuhan Kapur Bawah memiliki karakteristik yang sama dengan kelompok yang ada dan dapat dikenali saat ini.
Nenek moyang terbaru dari angiosperma tetap menjadi misteri. Hipotesis yang paling banyak diterima adalah bahwa mereka berasal dari anggota kelompok punah Pteridiosperms, yang diketahui tanaman dengan pakis-seperti biji dan daun.
Hipotesis tentang asal-usul angiospermae didasarkan pada kenyataan bahwa Pteridiosperms memiliki struktur reproduksi laki-laki yang mirip dengan kepala sari, sedangkan struktur perempuan adalah struktur setara dengan karpel.
Angiospermae pertama
Di antara mereka yang dianggap sebagai angiospermae paling awal adalah tumbuhan fosil dari genus Archaefructus , yang berusia 130 juta tahun. Ini adalah tanaman air yang terkait dengan Magnoliaceae karena mereka menyajikan bunga tanpa perianth, dengan karpel yang terletak di benang sari.
Bunga-bunga Archaefructus diklasifikasikan oleh ahli botani sebagai bunga yang sangat kuno, prekursor bunga angiospermae saat ini, namun, beberapa ahli botani menganggap bunga itu atipikal, mirip dengan apa yang diamati pada beberapa angiospermae saat ini.
Ahli botani Cladist dan paleobotani percaya bahwa perlu untuk menemukan dan mendeskripsikan lebih banyak fosil dengan teknik baru untuk mengungkap dan memecahkan misteri yang menantang tentang asal usul angiospermae. Analisis evolusioner pada angiospermae didasarkan pada sifat-sifat utama seperti simetri, sifat bunga, palinologi, dan ukuran genom.
Sifat genetik tanaman itu kompleks dan ini membatasi pemahaman evolusioner mereka. Namun, analisis molekuler mengklasifikasikan spesies klad Magnoliides sebagai kelompok paling nenek moyang dari angiospermae.
Bunga leluhur angiospermae telah diciptakan kembali dengan karakter biseksual, simetri radial, dengan dua atau lebih lingkaran, perianth terpisah dengan tepal yang tidak berdiferensiasi, androecium dengan tiga benang sari tebal yang sedikit terpisah dan ginesium dengan lima karpel spiral individu.
Bunga-bunga dari angiospermae saat ini (eudicotyledons), memiliki bunga siklik yang diatur oleh lingkaran khusus, bergantian kelopak dan mahkota. Filamen staminal androecium tipis dengan kepala sari yang berbeda dan ginesium dengan karpel, stilus, dan stigma inferior.
Butir polen angiospermae adalah karakter yang telah berevolusi untuk memiliki tiga atau lebih bukaan (tricolpates), seperti yang diamati pada eudicotyledons, sedangkan pada gymnospermae dan butir polen Archaefructus dengan satu bukaan (monosulcate) diamati.
Klasifikasi Angiospermae
Klasifikasi pertama angiospermae dibuat oleh Linnaeus berdasarkan Sistem Seksual tumbuhan pada tahun 1735, ia menggunakan karakter bunga untuk membedakan antara kelompok phanerogram.
Tanaman saat ini diklasifikasikan menurut sistem APG ( Angiosperm Phylogeny Group ). Sistem ini diusulkan oleh tim yang terdiri dari banyak peneliti yang mengusulkan klasifikasi yang mencakup semua informasi yang tersedia tentang famili tumbuhan yang diketahui.
APG sistem membangun pemisahan keluarga didasarkan pada gen kloroplas dan gen yang kode untuk ribosom , karena gen tersebut dalam organel memiliki tingkat mutasi lebih lambat. Banyak karakter morfologi juga digunakan, seperti morfologi serbuk sari.
Sistem klasifikasi APG pertama kali diterbitkan pada tahun 1998. Saat ini sistem APG berada pada edisi keempatnya yang diterbitkan pada tahun 2016 di Journal Botanical . APG IV mengakui 64 perintah dan 416 keluarga yang berbeda yang bertentangan dengan 40 perintah dan 457 keluarga diakui oleh APG I.
Klasifikasi tumbuhan angiospermae baru-baru ini memiliki kelompok “ANITA” (Amborellaceae, Nymphaeales, Illiciaceae, Trimeniaceae dan Austrobaileyaceae), sebagai yang paling basal, kemudian memunculkan clade Magnoliidae, kemudian monokotil, dan terakhir dikotil dan eudikotil.
Siklus hidup angiospermae
Seperti semua spermatofit, angiosperma memiliki pergantian generasi. Gametofit berkembang sepenuhnya dalam struktur reproduksi sporofit, ini menjadi siklus hidup heterosporik.
Diagram siklus hidup angiosperma (Sumber: Angiosperm_life_cycle_diagram.svg: LadyofHats Mariana Karya turunan Ruiz: Tinymonty [Domain publik] melalui Wikimedia Commons)
Mikrogametofit atau gametofit jantan
Siklus dimulai dengan benang sari yang menghasilkan serbuk sari atau mikrogametofit. Setiap benang sari memiliki kepala sari yang berisi empat mikrosporangia atau kantung serbuk sari, di dalam setiap kantung serbuk sari sel induk mengalami meiosis dan menghasilkan empat mikrospora haploid.
Mikrospora tumbuh dan berkembang menghasilkan butir polen yang belum matang, terdiri dari sel tabung polen dan sel generatif yang akan menghasilkan dua sel sperma. Mikrospora berkembang untuk melengkapi dinding luar (exin) dan dinding internal (intine).
Untuk menyelesaikan perkembangan butir serbuk sari, ia harus mencapai stigma reseptif bunga, begitu perkecambahan tabung serbuk sari terjadi.
Megagametofit atau Gametofit betina
Perkembangan megagametofit terjadi di dalam mega-sporangia, yang merupakan bagian dari bakal biji, yang ditemukan di dalam ovarium. Ovarium dapat berisi satu atau lebih ovula, yang masing-masing terdiri dari megasporangium atau nucela yang ditutupi oleh integumen.
Integumen bertemu pada bukaan stilus atau mikropil, bukaan ini tempat tabung polen menembus bunga.
Dalam setiap megasporangium, megasporofit bertindak sebagai sel induk untuk mega spora dan mengalami meiosis, membentuk empat megaspora haploid. Tiga dari megaspora ini hancur atau merosot dan megaspora terjauh dari mikropil bertahan, yang akan berubah menjadi megagametofit.
Pada sebagian besar angiospermae, megagametofit yang sedang berkembang menghasilkan delapan inti. Empat inti dikelompokkan di ujung bawah dan atas. Selanjutnya, dua inti bermigrasi menuju pusat. Inti ini dikenal sebagai inti kutub.
Tiga inti yang tersisa di ujung membentuk sel individu dan dua inti kutub membentuk sel tunggal berinti tunggal. Sel terjauh dari mikropil akan memunculkan sel telur, yang akan diapit oleh dua sel berumur pendek yang disebut sinergis.
Para sinergis akan mengambil bagian dalam proses pembuahan dengan membentuk ujung kantung embrio. Tiga sel lainnya yang terletak di ujung yang berlawanan disebut antipoda dan akan berfungsi sebagai jaringan nutrisi untuk sel telur.
Megametofit, juga disebut kantung embrio, terdiri dari delapan inti terpisah dalam tujuh sel yang berbeda. Di dalam kantung embrio adalah tempat embrio yang sudah dibuahi akan berkembang.
Pemupukan
Setelah stigma menerima butir serbuk sari, ion kalsium pada permukaan ini merangsang perkecambahan tabung serbuk sari untuk jangka waktu yang bervariasi dari beberapa jam sampai beberapa hari. Ini tumbuh melalui jalinan transmisi gaya menjadi salah satu sinergi.
Berada di dalam sinergid, tabung serbuk sari mengeluarkan dua sel sperma yang meluncur ke dalamnya, dan begitu di sana mereka menghasilkan pembuahan ganda.
Salah satu sel sperma bergerak menjadi sinergis dan membuahi sel telur yang berdekatan, sehingga menimbulkan zigot yang menjadi embrio. Sel sperma kedua bergabung dengan sel yang mengandung dua inti kutub, yang setelah mengalami mitosis , membentuk jaringan nutrisi yang dikenal sebagai endosperma.
Setelah proses pembuahan selesai, proses pematangan benih berlanjut. Ketika biji berkecambah, tumbuh dan matang, akan menimbulkan sporofit diploid atau poliploid dewasa, kata sporofit, ketika mengembangkan bunganya akan memulai siklus lagi.
Contoh spesies angiospermae
Seperti disebutkan sebelumnya, angiospermae mengelompokkan semua tanaman berbunga yang kita kenal. Oleh karena itu, memilih spesies teladan dalam subdivisi tanaman ini bisa menjadi tugas yang tidak terlalu sepele.
Dari sudut pandang antroposentris, banyak spesies angiospermae memiliki kepentingan komersial yang besar, karena mereka mewakili sumber makanan utama manusia. Banyak spesies dari genus Triticum sangat penting untuk produksi tepung yang dapat dimakan di seluruh dunia.
Zea mays adalah contoh yang baik dari spesies lain yang dapat dimakan yang sangat penting dalam budaya, sejarah, dan keahlian memasak sebagian besar negara-negara di Amerika Tengah dan Selatan.
Coffea arabica adalah tanaman dengan minat komersial yang besar di dunia, karena biji-bijiannya digunakan untuk produksi kopi, area yang sangat penting secara ekonomi dan gastronomi.
Dengan cara yang sama, Thebroma cacao adalah salah satu spesies tanaman berbunga yang sangat dihargai oleh pria dan memiliki berbagai kegunaan. Semua buah-buahan dan kacang-kacangan dihasilkan oleh pohon yang spesiesnya termasuk dalam kelompok tanaman berbunga atau angiospermae.
Mawar, tulip, bunga matahari, dan aster adalah contoh tanaman yang bagus dengan minat komersial dan budaya di banyak negara di lima benua di bumi.
Referensi
- Chase, MW, Christenhusz, MJM, Fay, MF, Byng, JW, Judd, WS, Soltis, DE,… & Stevens, PF (2016). Pembaruan klasifikasi Kelompok Filogeni Angiosperma untuk ordo dan famili tumbuhan berbunga: APG IV. Jurnal Botani Masyarakat Linnean , 181 (1), 1-20.
- Lindorf, H., De Parisca, L., & Rodríguez, P. (1985). Klasifikasi Botani, Struktur dan Reproduksi.
- Luis, E., Eguiarte, LE, Castillo, A., & Souza, V. (2003). Evolusi Molekuler dan Genomik Angiospermae. Interciencia , 28 (3), 141–147.
- Raven, PH, Evert, RF, & Eichhorn, SE (2005). Biologi tumbuhan . Macmillan. Agiospermae Pg (333-345)
- Simpson, MG (2010). Sistematika tanaman . pers akademik. Evolusi Tumbuhan Berbunga . Hal (121-136).
- Soltis, DE, Bell, CD, Kim, S., & Soltis, PS (2008). Asal dan Evolusi Awal Angiospermae. NY Acad. Sci. , 1133 , 3–25.
