Apa itu hidrotropisme? Mekanisme dan pentingnya

hidrotropismo adalah gerakan tubuh dalam kaitannya dengan air, yang telah terlihat di tanaman dan dapat positif atau negatif. Kita berbicara tentang hidrotropisme positif ketika organ bergerak ke arah air dan negatif ketika pertumbuhan organ berlawanan arah.

Air adalah unsur vital bagi kehidupan, karena digunakan sebagai pengencer dan pendukung banyak reaksi dan proses di dalam sel. Namun, ia terus-menerus hilang, terutama dalam bentuk uap air melalui evapotranspirasi dan fungsi metabolisme lainnya.

Gambar dipulihkan dari slideshare.net.

Untuk alasan ini, perlu untuk terus-menerus mengganti air yang hilang, karena jika tidak, sel-sel akan mati. Untuk ini, hewan memiliki keuntungan karena dapat berpindah dari satu tempat ke tempat lain dan mencari air.

Namun, sebagian besar tumbuhan adalah makhluk tetap, mereka berkecambah di satu tempat dan di sana mereka menyelesaikan seluruh siklus hidup mereka sampai mati. Karena itu mereka harus memanfaatkan air di mana mereka berada dan sistem radikal mereka bertugas menyerapnya.

Jadi, di akar tempat hidrotropisme positif terjadi, mengarahkan pertumbuhannya ke arah sumber air. Hidrotropisme terjadi karena pengaruh air terhadap metabolisme sel-sel akar, terutama bagian ujung akar.

Hal ini menyebabkan sel-sel akar yang kontak dengan air tumbuh lebih banyak daripada yang tidak. Oleh karena itu, pertumbuhan sistem akar terjadi ke arah situs di mana ia ditemukan.

Indeks artikel

Air, unsur vital

Akarnya tumbuh ke dalam air

Setiap sel terdiri dari 90% air dan dalam matriks cair inilah semua reaksi biokimia yang memungkinkan kehidupan berlangsung. Dengan cara yang sama, air digunakan untuk mengencerkan dan mengeluarkan limbah, serta mengatur suhu internal dengan menghilangkannya melalui keringat.

Dalam semua proses ini, makhluk hidup kehilangan air dan ini harus diganti secara proporsional untuk menjamin bahwa mesin vital terus berfungsi.

Fungsi penyerapan akar

Arah pertumbuhan akar adalah ke arah air

Akar tanaman memiliki dua fungsi utama yaitu sebagai penahan dan penyerap air. Proses penyerapan terjadi pada akar muda yang terletak di ujung sistem akar tanaman.

Akar ini memiliki rambut yang disebut rambut penyerap yang meningkatkan permukaan akar, tetapi sel apa pun di epidermisnya dapat menyerap air. Dengan demikian, air dan mineral terlarut di dalamnya menembus sel-sel epidermis akar muda ini, yang biasanya yang terbaik di seluruh sistem akar.

Pertumbuhan sebagai respons terhadap isyarat lingkungan

Tumbuhan tidak dapat berpindah sesuka hati dari tempat yang tidak ada air ke tempat lain yang ada, atau pindah ke tempat yang teduh atau meninggalkan tempat yang berawa. Menghadapi ketidakmampuan untuk bergerak ini, organisme ini telah mengembangkan mekanisme yang memungkinkan pertumbuhan dikendalikan berdasarkan rangsangan tertentu.

Akar tumbuh ke arah air. Sumber: Kazcreations / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)

Jadi, meskipun tumbuhan tidak dapat bergerak, ia dapat membuat organ-organnya tumbuh ke arah suatu rangsangan atau ke arah yang berlawanan dengannya. Mekanisme ini disebut tropisme, sedemikian rupa sehingga antara lain ada fototropisme, geotropisme, dan hidrotropisme.

Ketiga tropisme ini terkait erat, memungkinkan setiap organ tumbuhan tumbuh ke arah yang paling tepat untuk memenuhi fungsinya. Dengan demikian, batang biasanya tumbuh ke atas menjauh dari tanah untuk mengangkat daun ke arah cahaya.

Ini karena mereka membutuhkan akses ke cahaya untuk fotosintesis dan bunga harus terkena penyerbuk. Sedangkan akar umumnya tumbuh ke dalam tanah untuk menyerap unsur hara dan air, serta untuk menopang tanaman.

Hidrotropisme

Sinyal mendasar bagi tanaman adalah keadaan kelembaban tanah, karena kekeringan adalah keadaan yang sangat negatif yang membahayakan kehidupan mereka. Untuk menghindari daerah kering dan menjangkau daerah yang terdapat air, akar memiliki hidrotropisme positif (tumbuh ke arah air).

Mekanisme hidrotropik

Hidrotropisme di rawa. Sumber: AditiVerma2193 / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)

Hidrotropisme telah diterima sebagai fenomena pada tumbuhan sejak pertama kali dikemukakan oleh Sachs pada tahun 1872. Menurut penelitian yang dilakukan, kepekaan akar terhadap air terlokalisasi di ujung dan di daerah dewasa.

Bahkan dimungkinkan untuk mendeteksi gen yang bertanggung jawab untuk memproduksi protein yang memicu respons hidrotropik. Dalam gen ini mereka diaktifkan dalam kontak dengan air dan menghasilkan protein yang mendorong pemanjangan dinding sel.

Gradien hormon seperti asam absisat juga dihasilkan. Selanjutnya, ia meningkatkan volume sel dengan menyerap air (turgor sel), mendorong akar untuk tumbuh lebih ke arah asalnya.

Hidrotropisme terjadi karena ketika akar tumbuh, sebagian bersentuhan dengan daerah kering dan sebagian lagi dengan daerah lembab. Mereka yang menembus ke daerah kering tumbuh lebih sedikit ketika tidak menerima rangsangan air, sedangkan yang kontak air tumbuh lebih banyak.

Dengan cara ini sebagian besar sistem akar berorientasi ke arah mana air berada. Tentu saja, jika tanaman tumbuh di tanah yang jenuh dengan kelembaban, rangsangannya seragam dan akarnya tidak bereaksi ke arah tertentu.

Hal yang sama terjadi dengan tanaman air yang tidak perlu mencari air yang mengelilinginya sepenuhnya dan sistem akarnya berkembang secara seragam.

Hidrotropisme dan geotropisme atau gravitropisme

Contoh gravitropisme pada pohon yang tumbang. Karena gravitropisme negatif, pohon mulai melawan gravitasi dan menunjukkan kelengkungan. Sumber: Rufus22181496 / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)

Sering kali kecenderungan akar untuk turun mengikuti gaya gravitasi (gravitropisme) dikacaukan dengan hidrotropisme. Ini karena kedua kekuatan mendorong arah pertumbuhan yang sama.

Namun, telah terbukti bahwa aksi hidrotropisme dapat mengubah geotropisme sehingga akar menyimpang. Artinya, alih-alih turun, ia tumbuh ke satu sisi untuk lebih dekat dengan sumber air.

Hal ini terjadi karena mekanisme yang dipicu oleh rangsangan air menyebabkan produksi hormon sitokinin. Hormon-hormon ini menetralkan hormon auksin yang bertanggung jawab untuk pertumbuhan dan sebagai akibatnya akar dialihkan ke air.

Keuntungan hidrotropisme positif

Berkat pertumbuhan yang diarahkan oleh rangsangan air, tanaman mengembangkan sistem radikal yang disesuaikan dengan distribusi kelembaban di tanah. Artinya, akar tumbuh lebih ke arah sisi dari mana kelembaban berasal dan dengan demikian mencapai sumber air.

Akar dengan hidrotropisme negatif

Penting untuk menunjukkan bahwa ada akar yang memenuhi fungsi khusus, yang diperlukan untuk berperilaku berbeda dari yang lain. Misalnya pada tumbuhan rawa atau di hutan bakau, terdapat beberapa akar yang fungsinya bukan untuk menyerap air, melainkan udara.

Ini karena akar, seperti semua struktur hidup, membutuhkan oksigen dan gas ini tidak tersedia dalam air. Karena itu, sistem akar menghasilkan akar yang memiliki geotropisme negatif dan hidrotropisme negatif.

Akar ini tumbuh ke atas dalam arah yang berlawanan dengan keberadaan air, mereka naik ke permukaan, udara masuk melalui mereka dan oksigenasi jaringan internal tanaman terjadi. Ini terjadi di hutan bakau seperti bakau hitam ( Avicennia germinans ) atau ahuehuete atau cemara rawa ( Taxodium distichum ).

Referensi

  1. Azcon-Bieto, J. dan Talón, M. (2008). Dasar-dasar Fisiologi Tumbuhan. edisi ke-2 McGraw-Hill Interamericana.
  2. Bidwell, RGS (1995). Fisiologi Tumbuhan. Edisi pertama dalam bahasa Spanyol. Editor AGT, SA
  3. Hirasawa, T., Takahashi, H., Suge, H. dan Ishihara, K. (1997). Potensi air, turgor, dan sifat dinding sel pada jaringan pemanjangan akar kacang polong (Pisum sativum L.) yang bengkok secara hidrotropis. Tanaman, Sel dan Lingkungan.
  4. Iwata, S., Miyazawa, Y., Fujii, N. dan Takahashi, H. (2013). Fungsi hidrotropisme yang diatur MIZ1 dalam pertumbuhan dan kelangsungan hidup Arabidopsis thaliana dalam kondisi alami. Sejarah Botani.
  5. Iwata, S., Miyazawa, Y. dan Takahashi, H. (2012). MIZU-KUSSEI1 memainkan peran penting dalam hidrotropisme akar lateral di Arabidopsis thaliana. Botani Lingkungan dan Eksperimental.
  6. Izco, J., Barreno, E., Brugués, M., Costa, M., Devesa, JA, Frenández, F., Gallardo, T., Llimona, X., Prada, C., Talavera, S. Dan Valdéz , B. (2004). Botani.
  7. Takahashi, H. dan Scott, TK (1993). Intensitas hidrostimulasi untuk induksi hidrotropisme akar dan penginderaannya oleh tudung akar. Tanaman, Sel dan Lingkungan.