Lumut: karakteristik, filogeni, klasifikasi, reproduksi

Lumut: karakteristik, filogeni, klasifikasi, reproduksi

tumbuhan lumut atau lumut, juga dikenal sebagai lumut, yang tanaman nonvascular kecil tumbuh di lingkungan basah dan pada berbagai permukaan seperti batu, tanah, batang, antara lain. Sekitar 24.000 spesies diketahui dan berkat kemampuannya untuk mentolerir rentang suhu yang luas, mereka tersebar di daerah kutub dan tropis dan bahkan gurun.

Secara historis, kelompok ini telah diklasifikasikan menjadi tiga kelompok utama: lumut hati, lumut tanduk, dan lumut. Saat ini, klasifikasi ini dianggap paraphyletic, karena anthocerotes lebih terkait dengan tumbuhan vaskular daripada bryophytes lainnya.

Sumber: Oleh Marie cheidzeová [CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)], dari Wikimedia Commons

Lumut, seperti tumbuhan, mengandung sejumlah pigmen seperti klorofil, karoten, dan xantofil. Siklus hidupnya meliputi proses pergantian generasi, yang disebut gametofit dan sporofit.

Setiap generasi berbeda satu sama lain dalam hal jumlah, bentuk, dan fungsi kromosom. Mereka juga memiliki reproduksi aseksual melalui proses tunas dan fragmentasi.

Karena kepekaannya, lumut berguna di kawasan konservasi, karena berfungsi sebagai indikator lingkungan pencemaran udara.

Sering kali, karena kesamaan morfologisnya, beberapa alga atau lumut kerak salah disebut “lumut”. Demikian pula, istilah “lumut” dan “lumut” telah digunakan dengan sangat longgar dalam literatur. Sebenarnya, lumut atau lumut adalah clade yang tidak termasuk lumut hati dan anthocera.

Indeks artikel

Karakteristik umum

Ahli botani membagi organisme studi mereka menjadi dua kelompok besar tumbuhan darat: bryophytes atau tumbuhan non-vaskular dan tracheophyta atau tumbuhan vaskular.

Bryophyta dicirikan oleh ukurannya yang kecil dan tumbuh dalam struktur yang sangat padat yang mengingatkan pada bantalan atau bantalan. Kita menemukannya di berbagai jenis batu dan kayu di tanah dan sebagai epifit di pohon hutan.

Semua lumut secara ekologis persisten dan fase yang melakukan proses fotosintesis adalah gametofit, yang haploid. Fase sporofit adalah diploid dan tumbuh sebagai batang tidak bercabang dan sporangium terminal. Hal ini ditandai dengan keberadaan fana dan hidup berlabuh ke gametofit karena alasan nutrisi.

Secara morfologis, strukturnya mungkin mirip dengan tumbuhan berpembuluh. Dalam gametofit, rizoid dan “daun” kecil yang tajam dapat dibedakan. Namun, mereka berbeda dari mereka dengan karakteristik tertentu.

Meskipun lumut tidak memiliki jaringan vaskular sejati yang bertanggung jawab untuk pengangkutan gula dan nutrisi lainnya, mereka menghadirkan struktur homolog yang disebut hidroid. Tumbuhan ini tidak pernah membentuk xilem , jaringan konduktif lignifikasi yang bertanggung jawab untuk pengangkutan garam dan air pada tumbuhan vaskular.

Habitat

Lumut memiliki tingkat toleransi lingkungan yang relatif luas. Mereka dapat hidup dan berkembang di lingkungan yang hangat dan sedang, baik lembab atau teduh. Mereka juga dapat ditemukan di rawa-rawa.

Salah satu spesies tertentu adalah genus Sphagnum atau lumut gambut yang menutupi 1% permukaan dunia. Di antara kekhasannya adalah retensi air dalam jumlah besar, dari 20 hingga 30 kali beratnya .

Filogeni

Filogeni yang mencakup tanaman dengan stomata dibagi menjadi dua cabang besar, satu mengarah ke tanaman dengan batang baru jadi – anterofit – sedangkan yang lain mengarah ke tanaman dengan sistem konduksi yang sangat efisien.

Kelompok terakhir ini dikenal sebagai hemitracheophyta dan termasuk bryophyta atau lumut, dengan sistem konduksi yang belum sempurna, dan tracheophyta, yang termasuk tumbuhan berpembuluh yang memiliki pembuluh konduksi sejati.

Karena filogeni lumut telah berubah selama bertahun-tahun, kita akan membuat deskripsi berdasarkan skema waktu:

Perspektif sejarah

Tiga garis keturunan lumut yang diketahui adalah lumut hati, lumut tanduk, dan lumut. Hubungan di antara mereka tetap tidak diketahui selama bertahun-tahun dan merupakan salah satu pertanyaan paling penting dalam biologi evolusi tumbuhan.

Banyak hipotesis yang diajukan termasuk pengaturan pohon yang berbeda, umumnya mempertimbangkan bryophytes sebagai tingkat dari tiga garis keturunan monofiletik yang disebutkan di atas.

Beberapa penulis menyarankan bahwa lumut hati adalah kelompok saudara dari embriofit lainnya, dan yang lain mengusulkan anthocerotes sebagai kelompok saudara.

Bryophyta sebelumnya dianggap sebagai filum tunggal, yang berada di posisi perantara antara alga dan tumbuhan vaskular.

Filogeni saat ini

Biologi molekuler dan keberadaan program komputer yang kuat telah merevolusi rekonstruksi filogeni, memungkinkan sejumlah besar data untuk dianalisis. Dengan demikian, filogeni yang diperoleh dengan menggunakan karakter morfologi dapat didukung.

Saat ini kesimpulan yang berbeda telah dicapai. Sekarang diterima bahwa tiga kelompok lumut yang disebutkan terdiri dari tiga garis keturunan yang terpisah secara evolusi.

Menggunakan karakteristik struktural genom dan data sekuens ditemukan bahwa anthocerotes adalah kerabat terdekat tracheophyta.

Klasifikasi

Spesies lumut diklasifikasikan menjadi tiga filum: Marchantiophyta (lumut hati), Bryophyta (lumut) dan Anthocerotophyta (anthocerotes). Seperti yang telah dibahas, mereka tidak membentuk kelompok monofiletik – kelompok yang berisi nenek moyang yang sama dan semua keturunannya – sehingga mereka mewakili tingkat evolusi embriofit.

Dari tiga kelompok, kita menemukan keanekaragaman terbesar pada lumut, dengan lebih dari 15.000 spesies yang diakui sejauh ini.

hati

Lumut hati biasanya menghuni daerah tropis Amerika. Ukurannya kecil, meski beberapa spesies bisa mencapai 30 cm. Protonema berbentuk bulat, gametofit berupa thallus sederhana atau bilik udara.

“Daun” disusun dalam tiga kolom dan dibagi menjadi lebih dari dua lobus, tanpa vena tengah. Mereka tidak memiliki stomata dan memiliki organel khusus yang disebut badan minyak.

Anthocerotes

Mereka dicirikan oleh protonema bulat, bentuk gametofit adalah thallus sederhana. Mereka memiliki plastid dan pirinoiodes.

lumut

Lumut adalah kelompok kosmopolitan yang dibagi menjadi tiga ordo: Bryales, Sphagnales, dan Andraeales. Protonema adalah filamen dan susunan “daun” adalah spiral dan dengan adanya vena tengah. Itu tidak menyajikan organel khusus.

Berbeda dengan kelompok sebelumnya, rizoid berwarna coklat dan tersusun dari beberapa sel. Stomata hadir dalam kapsul sporofit, yang kompleks dengan operkulum, teka, dan leher.

Reproduksi

Lumut memiliki siklus hidup yang melibatkan dua generasi: gametofit dan sporofit. Sel pertama gametofit adalah spora yang, ketika berkecambah, berubah menjadi struktur dengan penampilan filamen, laminar, bulat, antara lain disebut protonema.

protonema

Protonema menempel ke tanah oleh pelengkap yang tidak memiliki klorofil yang disebut rizoid. Sebuah tunas berasal dari protonema, yang pada gilirannya menghasilkan gametofit kompleks.

Struktur ini adalah fase haploid dari siklus hidup dan ditandai dengan memiliki thallus kecil, pipih atau foliose. Dalam beberapa kasus morfologis mengingatkan pada alga berserabut.

Dalam kasus pertama, thallus adalah pita lobed yang bercabang menjadi dua dan menggunakan rizoid untuk menambatkan dirinya ke substrat. Sebaliknya, jika thallus adalah foliose, strukturnya terdiri dari sumbu yang menyerupai batang dan daun lahir dari ini. Seperti pada thalli pipih, foliosa melekat pada substrat melalui rizoid.

Walaupun terdapat struktur yang menyerupai batang, daun dan akar tumbuhan berpembuluh, pada lumut tidak terdapat pembuluh dan organ-organ tersebut lebih sederhana.

Perbedaan lain terkait dengan pembawaan kromosom, gametofit bersifat haploid sedangkan pada tumbuhan daun, akar dan lain-lain bersifat diploid.

Gametofit

Gametofit menghasilkan struktur secara aseksual, meskipun juga memiliki organ seksual. Reproduksi aseksual terjadi melalui tunas atau fragmen thallus. Jika struktur ini terletak di daerah dengan kondisi lingkungan yang menguntungkan, mereka akan dapat mengembangkan protonem dan gametofit baru.

Demikian pula, organ seks dikenal sebagai archegonia (organ wanita berbentuk botol) dan antheridia (organ pria bulat) dan mungkin terletak berbeda.

Pada gametofit thaloid, organ kelamin terdapat di dalam tumbuhan. Beberapa lumut bisa berumah satu dan yang lain bisa berumah dua.

Organ kelamin jantan menghasilkan sejenis sel dengan dua flagela yang disebut anterozoid. Kehadiran air sangat penting untuk pembuahan terjadi karena sperma dapat menggunakan flagela mereka untuk berenang jarak pendek. Ini adalah bagaimana reproduksi seksual terjadi .

sporofitnya

Saat oosfer berkembang, sel-sel yang terletak di leher arkegonium menghilang dan isinya dilepaskan oleh pecahnya puncak. Anterozoid dikeluarkan dan hanya satu dari mereka yang dapat membuka penutup oosfer. Pada titik ini struktur diploid pertama terbentuk: sporofit.

Sporofit berkembang dengan pembelahan sel sampai terbentuk kaki dan sel-sel lainnya membentuk organ sporofit. Sel-sel perut archegonium memunculkan struktur yang disebut kaliptra.

Dibandingkan dengan gametofit, sporofit berumur pendek dan strukturnya tidak semenarik dan semenarik gametofit.

Siklus hidup yang dijelaskan sebelumnya cukup mirip dalam tiga kelompok lumut, dengan pengecualian bahwa beberapa struktur bervariasi dalam morfologi dan pengaturan.

Referensi

  1. Crandall – Stotler, B. (2018). lumut . Departemen Biologi Tumbuhan, Universitas Illinois Selatan, Carbondale. Dipulihkan dari: http://bryophytes.plant.siu.edu/bryojustified.html
  2. Curtis, H., & Barnes, NS (1994). Undangan biologi . Macmillan.
  3. Delgadillo, C. (1990). Pedoman Bryophyta . Unam.
  4. Selama, HJ (1979). Strategi hidup lumut: tinjauan awal. Lindbergia , 2–18.
  5. Mishler, BD, & Churchill, SP (1984). Sebuah pendekatan cladistic untuk filogeni dari “lumut”. Brittonia , 36 (4), 406–424.
  6. Nickrent, DL, Parkinson, CL, Palmer, JD, & Duff, RJ (2000). Filogeni multigen tanaman darat dengan referensi khusus untuk lumut dan tanaman darat paling awal. Biologi dan Evolusi Molekuler , 17 (12), 1885–1895.
  7. Qiu, YL, Li, L., Wang, B., Chen, Z., Knoop, V., Groth – Malonek, M.,… & Estabrook, GF (2006). Divergensi terdalam pada tumbuhan darat disimpulkan dari bukti filogenomik. Prosiding National Academy of Sciences , 103 (42), 15511–15516.