Air sangat penting bagi lumut karena tumbuhan ini tidak memiliki jaringan pembuluh atau organ khusus untuk penyerapan. Di sisi lain, mereka tidak dapat mengatur kehilangan air dan bergantung padanya untuk reproduksi seksual.
Lumut milik bryophytes, dianggap sebagai kelompok tanaman pertama yang menjajah lingkungan terestrial. Gametofit membentuk tubuh vegetatif dan sporofit bergantung padanya.
Tetesan air di atas lumut. Penulis: publicdomainpictures.net
Tumbuhan ini memiliki kutikula yang sangat tipis dan tidak memiliki stomata untuk mengatur keringat. Mereka sangat rentan terhadap perubahan kelembaban, sehingga mereka dapat mengalami dehidrasi dengan sangat cepat.
Penyerapan air dapat terjadi di seluruh tanaman atau melalui rizoid. Konduksi dapat dengan kapilaritas, apoplastik atau sederhana. Dalam beberapa kelompok ada sel yang mengkhususkan diri dalam pengangkutan air (hidroid).
Gamet jantan (sperma) berflagel dan membutuhkan air untuk mencapai sel telur (gamet betina).
Banyak lumut memiliki kemampuan luar biasa untuk pulih dari dehidrasi. Sampel herbarium Grimmia pulvinata telah terbukti layak setelah 80 tahun pengeringan .
Indeks artikel
Ciri-ciri umum lumut
Lumut termasuk dalam kelompok lumut atau tumbuhan tidak berpembuluh, yang ditandai dengan tidak memiliki jaringan khusus untuk penghantaran air.
Tubuh vegetatif sesuai dengan gametofit (fase haploid). Sporofit (fase diploid) kurang berkembang dan bergantung pada gametofit untuk pemeliharaan.
Pada umumnya lumut tidak mencapai ukuran yang besar. Panjangnya bisa berkisar dari beberapa milimeter hingga 60 cm. Mereka memiliki pertumbuhan foliose, dengan sumbu tegak (caulidium) yang melekat pada substrat oleh filamen kecil (rizoid). Mereka memiliki struktur seperti daun (filidia).
Tubuh vegetatif gametofit
Caulidium tegak atau merayap. Rizoid bersifat multiseluler dan bercabang. Filidia dikonfigurasikan secara heliks di sekitar caulidium dan bersifat sesil.
Tubuh lumut praktis terdiri dari jaringan parenkim. Pori-pori seperti stomata mungkin ada di lapisan jaringan terluar dari beberapa struktur.
filidios diratakan. Umumnya menyajikan lapisan sel, dengan pengecualian zona pusat (pantai) di mana mereka dapat menyajikan beberapa.
Struktur reproduksi
Struktur seks terbentuk pada tubuh vegetatif gametofit. Lumut bisa berumah satu (kedua jenis kelamin pada kaki yang sama) atau dioecious (jenis kelamin pada kaki yang terpisah).
Anteridium merupakan struktur seksual laki-laki. Mereka bisa berbentuk bulat atau memanjang dan sel-sel bagian dalam membentuk sperma (gamet jantan). Sperma memiliki dua flagela dan membutuhkan gerakan melalui air.
Struktur seksual wanita disebut archegonia. Mereka berbentuk seperti botol dengan dasar melebar dan bagian sempit yang panjang. Di dalamnya, ovocell (gamet betina) terbentuk.
Sporofit
Ketika pembuahan telur terjadi di archegonium, embrio terbentuk. Ini mulai membelah dan membentuk tubuh diploid. Ini terdiri dari haustorium yang melekat pada gametofit, yang fungsinya adalah penyerapan air dan nutrisi.
Kemudian ada pedicel dan kapsul (sporangium) pada posisi apikal. Ketika dewasa, kapsul menghasilkan archesporium. Sel-selnya mengalami meiosis dan spora terbentuk.
Spora dilepaskan dan disebarkan oleh angin. Kemudian mereka berkecambah untuk memulai tubuh vegetatif gametofit.
Struktur vegetatif lumut dan hubungannya dengan air
Bryophytes dianggap sebagai tanaman pertama yang menjajah lingkungan terestrial. Mereka tidak mengembangkan jaringan pendukung atau adanya sel lignifikasi, sehingga ukurannya kecil. Namun, mereka memiliki beberapa karakteristik yang mendukung pertumbuhan mereka di luar air.
Kain pelindung
Salah satu karakteristik utama yang memungkinkan tanaman untuk menjajah lingkungan terestrial adalah adanya jaringan pelindung.
Tumbuhan terestrial memiliki lapisan lemak (kutikula) yang menutupi sel luar tubuh tumbuhan. Ini dianggap sebagai salah satu adaptasi yang paling relevan untuk mencapai kemandirian dari lingkungan perairan.
Dalam kasus lumut, kutikula tipis hadir pada setidaknya satu wajah filidia. Namun, strukturnya memungkinkan masuknya air di beberapa daerah.
Di sisi lain, keberadaan stomata memungkinkan tumbuhan darat mengatur kehilangan air melalui transpirasi. Stomata tidak ada dalam tubuh vegetatif gametofit lumut.
Untuk alasan ini, mereka tidak dapat mengontrol kehilangan air (mereka poikilohydric). Mereka sangat sensitif terhadap perubahan kelembaban di lingkungan dan tidak mampu menahan air di dalam sel ketika ada kekurangan air.
Stomata telah diamati dalam kapsul sporofit dari beberapa spesies. Mereka telah dikaitkan dengan mobilisasi air dan nutrisi menuju sporofit dan bukan dengan kontrol kehilangan air.
Penyerapan air
Pada tumbuhan berpembuluh, penyerapan air terjadi melalui akar. Dalam kasus lumut, rizoid umumnya tidak memiliki fungsi ini, melainkan fiksasi ke substrat.
Lumut menghadirkan dua strategi berbeda untuk menyerap air. Menurut strategi yang mereka hadirkan, mereka diklasifikasikan menjadi:
Spesies endohidrat : air diambil langsung dari substrat. Rizoid mengambil bagian dalam penyerapan dan kemudian air dilakukan secara internal ke seluruh tubuh tanaman.
Spesies eksohidrat : penyerapan air terjadi di seluruh tubuh tumbuhan dan diangkut melalui difusi. Beberapa spesies mungkin memiliki penutup berbulu (tomentum) yang mendukung penyerapan air yang ada di lingkungan. Kelompok ini sangat sensitif terhadap kekeringan.
Spesies endohydric mampu tumbuh di lingkungan yang lebih kering daripada spesies exhydric.
Konduksi air
Pada tumbuhan berpembuluh air dialirkan oleh xilem. Sel-sel penghantar jaringan ini mati dan dindingnya sangat berlignifikasi. Kehadiran xilem membuat mereka sangat efisien dalam penggunaan air. Karakteristik ini memungkinkan mereka untuk menjajah sejumlah besar habitat.
Pada lumut, tidak ada jaringan lignifikasi. Konduksi air dapat terjadi dalam empat cara berbeda. Salah satunya adalah pergerakan sel ke sel (simplastic pathway). Cara lainnya adalah sebagai berikut:
Apoplastik : air bergerak melalui apoplast (dinding dan ruang antar sel). Jenis mengemudi ini jauh lebih cepat daripada yang sederhana. Ini lebih efisien pada kelompok dengan dinding sel tebal, karena konduktivitas hidroliknya yang lebih tinggi.
Ruang kapiler : dalam kelompok ektohidrat, mobilisasi air cenderung dengan kapilaritas. Ruang kapiler terbentuk antara filidia dan caulidium yang memfasilitasi pengangkutan air. Saluran kapiler dapat mencapai panjang hingga 100 m.
Hidroid : pada spesies endohidrik, keberadaan sistem konduksi yang belum sempurna telah diamati. Sel-sel khusus dalam konduksi air yang disebut hidroid diamati. Sel-sel ini mati, tetapi dindingnya tipis dan sangat permeabel terhadap air. Mereka diatur dalam baris satu di atas yang lain dan terletak di tengah caulidium.
Reproduksi seksual yang bergantung pada air
Lumut memiliki gamet jantan (sperma) berflagel. Ketika anteridium matang, keberadaan air diperlukan untuk membukanya. Setelah dehiscence terjadi, sperma tetap mengambang di lapisan air.
Agar pembuahan terjadi, keberadaan air sangat penting. Sperma dapat tetap hidup dalam media berair selama kurang lebih enam jam dan dapat menempuh jarak hingga 1 cm.
Kedatangan gamet jantan ke antheridia didukung oleh dampak tetesan air. Ketika mereka memercik ke arah yang berbeda, mereka membawa sejumlah besar sperma. Ini sangat penting dalam reproduksi kelompok dioecious.
Dalam banyak kasus, antheridia berbentuk cangkir, yang memfasilitasi penyebaran sperma ketika dampak air terjadi. Lumut dengan kebiasaan merayap membentuk lapisan air yang kurang lebih terus menerus melalui mana gamet bergerak.
Toleransi lumut terhadap dehidrasi
Beberapa lumut adalah obligat akuatik. Spesies ini tidak toleran terhadap kekeringan. Namun, spesies lain mampu tumbuh di lingkungan yang ekstrim, dengan periode kering yang nyata.
Karena mereka poikilohydric, mereka bisa kehilangan dan mendapatkan air dengan sangat cepat. Ketika lingkungan kering mereka dapat kehilangan hingga 90% air dan pulih ketika kelembaban meningkat.
Jenis Tortula ruralis telah disimpan dengan kadar air 5%. Dengan rehidrasi, dia bisa mendapatkan kembali kapasitas metabolismenya. Kasus menarik lainnya adalah kasus Grimmia pulvinata . Sampel herbarium yang berusia lebih dari 80 tahun telah terbukti layak.
Toleransi terhadap dehidrasi banyak lumut ini mencakup strategi yang memungkinkan mereka mempertahankan integritas membran sel.
Salah satu faktor yang berperan dalam mempertahankan struktur sel adalah adanya protein yang disebut rehidrin. Mereka campur tangan dalam stabilisasi dan rekonstitusi membran yang rusak selama dehidrasi.
Pada beberapa spesies, vakuola telah diamati membelah menjadi banyak vakuola kecil selama dehidrasi. Saat kadar air meningkat, mereka bergabung dan membentuk vakuola besar lagi.
Tanaman yang toleran terhadap periode pengeringan yang lama menghadirkan mekanisme antioksidan, karena fakta bahwa kerusakan oksidatif meningkat dengan waktu dehidrasi.
Referensi
- Glime J (2017) Hubungan air: Strategi tanaman. Bab 7-3. Dalam: Glime J (ed.) Ekologi Bryophyte Volume I. Ekologi Fisiologis. Ebook disponsori oleh Michigan Technological University dan International Association of Bryologist. 50. hal.
- Glime J (2017) Hubungan air: Habitat. Bab 7-8. Dalam: Glime J (ed.) Ekologi Bryophyte Volume I. Ekologi Fisiologis. Ebook disponsori oleh Michigan Technological University dan International Association of Bryologist. 29. hal.
- Green T, L Sancho dan A Pintado (2011) Ekofisiologi Siklus Pengeringan / Rehidrasi pada Lumut dan Lumut. Dalam: Lüttge U, E Beck dan D Bartels (eds) Toleransi Pengeringan Tanaman. Studi Ekologi (Analisis dan Sintesis), vol 215. Springer, Berlin, Heidelberg.
- Izco J, E Barreno, M Brugués, M Costa, J Devesa, F Fernández, T Gallardo, X Llimona, E Salvo, S Talavera dan B Valdés (1997) Botánica. McGraw Hill – Interamericana dari Spanyol. Madrid, Spanyol. 781 hal.
- Montero L (2011) Karakterisasi beberapa aspek fisiologis dan biokimia dari lumut Pleurozium schreberi terkait dengan kemampuannya untuk mentolerir dehidrasi. Skripsi untuk memenuhi syarat meraih gelar Doktor Ilmu Pertanian. Fakultas Agronomi, Universitas Nasional Kolombia, Bogotá. 158 hal.
