meristem (meristem atau) adalah populasi sel embrio terletak di daerah pertumbuhan tanaman vaskular. Tubuh tumbuhan merupakan gabungan dari jaringan dewasa dan juvenil.
Setelah membentuk zigot, tumbuhan berpembuluh memulai proses pembelahan sel yang akan berlangsung selama sisa hidupnya dan yang akan menentukan pertumbuhan dan pembentukan organ.
Sumber: pixabay.com
Awalnya, perbanyakan sel terjadi di seluruh embrio. Menjelang akhir perkembangan embrio, multiplikasi ini mulai terkonsentrasi di daerah tertentu, meristem, yang belum kehilangan atau memulihkan sifat embrionik aslinya.
Setidaknya dalam teori, sebagian besar sel tumbuhan bersifat totipoten. Jika perlu, aktivitas meristematik dapat muncul kembali di hampir semua sel dewasa yang tetap berdiferensiasi buruk. Namun, untuk memulai pembentukan meristem baru, sel harus kembali ke keadaan embrionik aslinya.
Indeks artikel
Klasifikasi meristem
Klasifikasi berdasarkan perkembangannya: primer dan sekunder
Meristem tanaman dewasa dianggap primer ketika mereka turun langsung dari sel yang terbentuk selama embriogenesis dan yang tidak pernah berhenti memiliki aktivitas meristem. Mereka dianggap sekunder ketika mereka turun dari sel-sel yang telah berdiferensiasi dan kemudian telah memulihkan aktivitas meristematik.
Misalnya, kambium fasikular (terdiri dari prokambium dan kambium vaskular yang berasal dari prokambium) adalah meristem primer karena berasal dari meristem apikal, yang merupakan meristem primer.
Kambium interfascicular adalah meristem sekunder karena muncul dari jaringan parenkim yang telah pulih aktivitas meristematiknya.
Klasifikasi berdasarkan posisinya: apikal, lateral dan interkalar
Berdasarkan posisinya dalam tubuh tumbuhan, mereka diklasifikasikan sebagai apikal, lateral, dan interkalar. Meristem apikal adalah yang utama. Meristem lateral dapat berupa primer (kambium fasikular) atau sekunder (kambium interfascicular; phellogen). Meristem interkalar bersifat sekunder.
Meristem apikal, selain menjadi jaringan yang berasal dari tumbuhan, merupakan pusat koordinasi yang dominan dalam morfogenesis. Mereka terletak di ujung batang, cabang dan akar. Mereka memperluas tubuh tanaman, menentukan tinggi dan diameternya.
Meristem lateral terletak sejajar (atau konsentris) dengan sumbu pusat batang dan akar. Mereka meningkatkan volume jaringan yang mengalirkan air, zat terlarut mineral dan getah ke seluruh tanaman. Mereka menebalkan batang, cabang dan akar. Mereka membentuk jaringan pendukung.
Meristem interkalar, tipikal rumput, adalah jaringan yang dimasukkan ke dalam jaringan non-meristematik. Mereka terbatas pada pangkal ruas (node adalah tempat perlekatan daun ke batang). Mereka menyebabkan pemanjangan internodal, meningkatkan pemisahan longitudinal daun. Mereka mengimbangi penggembalaan oleh herbivora.
Jenis meristem sekunder lainnya dapat dikenali, yaitu basal (daun, bunga dan buah) dan traumatis (jaringan regenerasi).
Meristem batang apikal
Tahap perkembangan tumbuhan yang menghasilkan bentuk dasarnya dan menghasilkan organ baru disebut pertumbuhan primer. Ini adalah hasil dari aktivitas meristem apikal. Salah satunya adalah akarnya. Yang lainnya adalah batang. Yang terakhir menghasilkan batang dan organ lateralnya (daun dan kuncup).
Meristem batang apikal diposisikan distal dan dikelilingi atau ditutupi oleh daun yang belum matang. Ini adalah struktur dinamis yang berubah terus menerus selama siklus pembentukan batang dan daun. Siklus ini biasanya tergantung pada variasi iklim musiman.
Berbeda dengan meristem akar apikal, meristem batang tidak menunjukkan daerah yang terdefinisi dengan baik. Zona fungsional dikenali berdasarkan ukuran, orientasi, dan aktivitas sel, bidang pembelahan sel, dan ada/tidaknya vakuola.
Bagian tengah meristem batang apikal mengandung sekelompok sel bervakuola yang relatif besar. Daerah pusat ini dikelilingi oleh sel-sel perifer yang lebih kecil.
Di bawah zona pusat ini ada beberapa “tulang rusuk” sel yang berasal dari jaringan internal batang. Sel-sel pusat adalah sel-sel yang berasal dari sel-sel perifer dan sel-sel “tulang rusuk”.
Meristem apikal akar
Akar adalah organ tumbuhan yang tumbuh di dalam tanah yang berfungsi mengikat dan menyerap air dan unsur hara mineral. Akar tumbuh dan berkembang dari ujung distalnya.
Ujung distal akar, atau apeks, dibagi menjadi empat wilayah perkembangan: 1) kaliptra (atau tutup); 2) daerah meristematik akar; 3) zona perpanjangan; 4) zona pematangan.
Kaliptra melindungi meristem apikal akar dari keausan mekanis saat akar bergerak melalui tanah. Kaliptra memiliki panjang yang konstan: sel-sel yang hilang karena gesekan terus-menerus diganti.
Daerah meristematik akar, atau meristem apikal akar, adalah tempat terjadinya pembelahan sel yang menyebabkan akar primer tumbuh. Itu tidak menghasilkan pelengkap lateral.
Zona pemanjangan adalah wilayah akar di mana sel-sel tidak membelah, tetapi mengalikan panjangnya beberapa kali secara ekstensif dan cepat.
Zona pematangan adalah wilayah di mana sel-sel berhenti memanjang dan memperoleh karakteristik diferensialnya.
Pertumbuhan sel
Pada banyak tumbuhan paku, sel awal menyebabkan distribusi sel meristem apikal yang teratur. Pada spermatofit, pembelahan sel kurang tepat. Kecepatan dan arahnya menentukan diferensiasi regional meristem.
Pada meristem, jika pembelahan sel berlangsung cepat, daerah dengan sel-sel kecil akan muncul. Jika lambat, daerah dengan sel besar muncul. Jika itu terjadi di banyak bidang atau bersinggungan, ada pertumbuhan volume. Jika terjadi antiklin, maka terjadi pertumbuhan permukaan.
Fase embrio pertumbuhan sel dimulai dengan persiapan untuk pembelahan. Peningkatan jumlah sel tidak menyebabkan peningkatan volume yang nyata. Meristem primer muncul. Protoplastid terbentuk, karakteristik sel meristematik, yang menimbulkan kloroplas dan organel seluler lainnya.
Pada fase ekspansi pertumbuhan sel, vakuola sentral muncul, air terakumulasi, dan laju metabolisme meningkat. Sel tumbuh dalam volume. Karakteristik biosintesis protein yang intens dari jaringan meristematik aktif berkembang.
Pada fase diferensiasi pertumbuhan sel, meristem sekunder muncul. Berbagai jenis jaringan dan struktur morfologi berkembang berkat aktivitas meristem.
Meristem dan jaringan
Meristem menghasilkan jaringan sederhana (parenkim, kolenkim, sklerenkim) dan kompleks (xilem, floem, epidermis, jaringan sekretori).
Dalam parenkim, terdapat di seluruh tumbuhan, sel-selnya berbentuk bulat, dengan sitoplasma hidup dan membran sel tipis yang tidak berlignifikasi. Ketika mereka tidak memiliki kloroplas, sel-sel ini menyimpan air dan makanan. Ketika mereka melakukannya, mereka membentuk klorenkim.
Dalam kolenkim, sel memanjang, dengan sitoplasma hidup dan dinding tebal tidak beraturan. Mereka biasanya ditemukan tepat di bawah epidermis. Mereka memberikan dukungan yang fleksibel.
Dalam sklerenkim, sel membelah menjadi sklereid dan serat. Sel-sel ini memiliki dinding tebal yang diresapi dengan lignin yang, ketika matang, mati dan memberikan dukungan yang kurang lebih kaku.
Xilem dan floem membawa air, garam mineral dan gula. Saluran konduksi jaringan ini terdiri dari sel-sel mati (trakeid, unsur pembuluh konduktif) atau sel hidup (sel ayakan, sel albumin, unsur tabung ayakan, sel pendamping).
Di epidermis, yang menutupi dan melindungi organ-organ, sel-sel parenkim mendominasi, disertai dengan sel-sel khusus dalam memindahkan air dan gas ke dalam dan keluar dari tanaman. Pada tumbuhan berkayu, epidermis berubah menjadi periderm, atau kulit kayu. Jaringan sekretori menghasilkan nektar, minyak, lendir, lateks, dan resin.
Perbaikan kerusakan traumatis
Meristem memungkinkan tanaman untuk bertahan dari trauma fisik atau kimia yang merusak jaringan mereka.
Meristem dorman (dormant buds) diaktifkan bila terjadi penghancuran meristem apikal. Heterogenitas populasi sel meristematik yang disebabkan oleh pembelahan mitosis asinkron dan faktor lain membuat sel yang sesuai tersedia untuk berbagai jenis cedera.
Meristem dan fitohormon
Pertumbuhan tanaman tergantung langsung pada aksi fitohormon, dan faktor lingkungan. Di antara yang terakhir adalah suhu, dan ketersediaan cahaya, air, karbon dioksida, dan nutrisi mineral.
Fitohormon adalah senyawa organik alami multivalen dan polifungsional, hadir dalam konsentrasi rendah pada tanaman, yang berpartisipasi dalam aktivasi sel, jaringan, dan organ yang saling bergantung. Biosintesis fitohormon terjadi di meristem.
Fitohormon diklasifikasikan menjadi lima kelompok: 1) auksin; 2) sitokinin; 3) giberelin; 4) absisi; 5) etilen.
Melalui fitohormon, meristem memulai dan mengontrol mekanisme fisiologis terprogram, dan merangsang atau menghambat proses ontogenetik pada tanaman.
Meristem dan poliploidi
Poliploidi adalah mutasi yang menyebabkan generasi baru memiliki jumlah kromosom dua kali atau lebih dari generasi sebelumnya.
Pada tumbuhan, poliploidi merupakan mekanisme penting dari spesiasi dan evolusi. Sebagian besar garis keturunan tanaman telah mengalami poliploidi di beberapa titik dalam sejarah mereka.
Poliploidi dapat muncul melalui dua mekanisme yang berbeda. Pertama, dengan menghasilkan gamet yang memiliki lebih dari satu set kromosom sebagai akibat dari kegagalan untuk memisahkan kromosom homolog. Kedua, dengan menggandakan jumlah kromosom pada individu setelah reproduksi seksual.
Sebuah varian langka dari mekanisme kedua melibatkan duplikasi kromosom dalam meristem apikal batang, sehingga batang menjadi tetraploid.
Bunga-bunga di batang ini kemudian dapat menghasilkan gamet diploid (bukan haploid) yang dapat menghasilkan keturunan yang layak dengan bergabung dengan gamet diploid lainnya.
Referensi
- Beck, CB 2010. Pengantar struktur dan perkembangan tumbuhan – anatomi tumbuhan untuk abad Kedua Puluh Satu. Cambridge University Press, Cambridge.
- Duca, M. 2015. Fisiologi Tumbuhan. Pegas, Cham.
- Evert, RF 2006. Anatomi Tumbuhan Esau: meristem, sel, dan jaringan tubuh tumbuhan: struktur, fungsi, dan perkembangannya. Wiley, Hoboken.
- Evert, RF, Eichhorn, SE 2013. Biologi tumbuhan. WH Freeman, New York.
- Lambers, H., Chapin, FS, III, Pons, TL 2008. Ekologi fisiologis tanaman. Springer, New York.
- Mauseth, JD 2017. Botani: pengantar biologi tanaman. Jones & Bartlett Belajar, Burlington.
- Rudall, PJ 2007. Anatomi tumbuhan berbunga – pengantar struktur dan perkembangan. Cambridge University Press, Cambridge.
- Schooley, J. 1997. Pengantar botani. Penerbit Delmar, Albania.
- Stern, RR, Bidlack, JE, Jansky, SH 2008. Biologi tanaman pengantar. McGraw-Hill, New York.
- Taiz, L., Zeiger, E., Moller, IM, Murphy, A. 2014. Fisiologi dan perkembangan tanaman. Sinauer, Sunderland.
