Belajar tentang banyak jenis tumbuhan berpembuluh lebih penting daripada yang mungkin Anda pikirkan.
Misalnya, pakis fiddlehead semuanya terlihat mirip dengan mata yang tidak terlatih, tetapi karakteristik yang berbeda membedakannya dengan yang lezat pakis burung unta dari pakis pakis diyakini mengandung karsinogen. Tumbuhan berpembuluh memiliki adaptasi umum – dan dalam beberapa kasus aneh – yang memberikan keuntungan evolusioner.
Definisi Tumbuhan Pembuluh Darah
Tumbuhan berpembuluh adalah “tanaman tabung” yang disebut tracheophyta. Jaringan pembuluh darah pada tumbuhan terdiri dari xilem, yang merupakan tabung yang terlibat dalam transportasi air, dan floem, yang merupakan sel tubular yang mendistribusikan makanan ke sel tumbuhan. Karakteristik lain yang menentukan termasuk batang, akar dan daun.
Tumbuhan berpembuluh lebih kompleks daripada nenek moyang tumbuhan tidak berpembuluh. Tumbuhan berpembuluh memiliki jenis “pipa” internal yang mengangkut produk dari fotosintesis, air, nutrisi dan gas. Semua jenis tumbuhan berpembuluh adalah tumbuhan terestrial (darat) yang tidak ditemukan di bioma air tawar atau air asin.
Tumbuhan berpembuluh juga didefinisikan sebagai eukariota, yang berarti mereka memiliki inti yang terikat membran, yang membedakan mereka dari bakteri prokariotik dan archaea. Tumbuhan berpembuluh memiliki pigmen fotosintesis dan selulosa untuk mendukung dinding sel. Seperti semua tanaman, mereka terikat pada tempat; mereka tidak bisa melarikan diri ketika herbivora lapar datang mencari makan.
Bagaimana Klasifikasi Tumbuhan Vaskular?
Selama berabad-abad, para sarjana telah menggunakan tanaman taksonomi, atau sistem klasifikasi, untuk mengidentifikasi, mendefinisikan, dan mengelompokkan tumbuhan. Di Yunani kuno, metode klasifikasi Aristoteles didasarkan pada kompleksitas organisme.
Manusia ditempatkan di puncak "Rantai Besar Makhluk" tepat di bawah malaikat dan dewa. Hewan datang berikutnya, dan tumbuhan diturunkan ke mata rantai yang lebih rendah.
Pada abad ke-18, ahli botani Swedia Carl Linnaeus mengakui bahwa metode klasifikasi universal diperlukan untuk studi ilmiah tentang tumbuhan dan hewan di alam. Linnaeus menugaskan setiap spesies spesies binomial Latin dan nama genus.
Dia juga mengelompokkan organisme hidup berdasarkan kingdom dan ordo. Tumbuhan berpembuluh dan tidak berpembuluh mewakili dua subkelompok besar dalam kerajaan tumbuhan.
Vaskular vs. Tumbuhan tidak berpembuluh
Tumbuhan dan hewan yang kompleks membutuhkan sistem vaskular untuk hidup. Misalnya, sistem vaskular tubuh manusia termasuk arteri, vena dan kapiler yang terlibat dalam metabolisme dan respirasi. Dibutuhkan jutaan tahun tanaman primitif kecil untuk mengembangkan jaringan pembuluh darah dan sistem pembuluh darah.
Karena tumbuhan purba tidak memiliki sistem vaskular, jangkauannya terbatas. Tumbuhan perlahan-lahan mengembangkan jaringan pembuluh, floem dan xilem. Tumbuhan berpembuluh lebih umum saat ini daripada tumbuhan nonvaskuler karena vaskularitas menawarkan keuntungan evolusioner.
Evolusi Tumbuhan Vaskular
Catatan fosil pertama tumbuhan berpembuluh berasal dari sporofit yang disebut Cooksonia yang hidup tentang 425 juta tahun yang lalu selama Periode Silur. Karena Cooksonia punah, mempelajari karakteristik tanaman terbatas pada interpretasi catatan fosil. Cooksonia memiliki batang tetapi tidak memiliki daun atau akar, meskipun beberapa spesies diyakini telah mengembangkan jaringan vaskular untuk transportasi air.
Tumbuhan primitif tidak berpembuluh disebut lumut beradaptasi menjadi tanaman darat di daerah di mana ada kelembaban yang cukup. Tumbuhan seperti lumut hati dan lumut tanduk kekurangan akar, daun, batang, bunga atau biji yang sebenarnya.
Contohnya, mengocok pakis bukan pakis sejati karena mereka hanya memiliki batang fotosintesis tak berdaun yang bercabang menjadi sporangia untuk reproduksi. Tumbuhan berpembuluh tanpa biji seperti lumut klub dan ekor kuda datang berikutnya di Periode Devon.
Data molekuler dan catatan fosil menunjukkan bahwa pembawa benih gymnospermae seperti pinus, cemara, dan ginkgo berevolusi jutaan tahun sebelum angiospermae seperti pohon berdaun lebar; rentang waktu yang tepat diperdebatkan.
Gymnospermae tidak memiliki bunga atau berbuah; biji terbentuk pada permukaan daun atau sisik di dalam kerucut pinus. Sebaliknya, angiospermae memiliki bunga dan biji tertutup dalam ovarium.
Bagian Ciri Tumbuhan Pembuluh Darah
Ciri ciri tumbuhan berpembuluh meliputi akar, batang, daun dan jaringan pengangkut (xilem dan floem). Bagian yang sangat khusus ini memainkan peran penting dalam kelangsungan hidup tanaman. Penampilan struktur ini pada tumbuhan berbiji sangat berbeda menurut spesies dan species ceruk.
Akar: Ini mencapai dari batang tanaman ke tanah untuk mencari air dan nutrisi. Mereka menyerap dan mengangkut air, makanan dan mineral melalui jaringan pembuluh darah. Akar juga menjaga tanaman tetap stabil dan berlabuh dengan aman terhadap angin bertiup yang dapat menumbangkan pohon.
Sistem akar beragam dan disesuaikan dengan komposisi tanah dan kadar air. Akar tunggang memanjang jauh ke dalam tanah untuk mencapai air. Sistem akar dangkal lebih baik untuk daerah di mana nutrisi terkonsentrasi di lapisan atas tanah. Beberapa tanaman seperti anggrek epifit tumbuh pada tanaman lain dan menggunakan akar udara untuk menyerap air atmosfer dan nitrogen.
Xilemjaringan: Ini memiliki tabung berongga yang mengangkut air, nutrisi dan mineral. Pergerakan terjadi satu arah dari akar ke batang, daun dan semua bagian tumbuhan lainnya. Xilem memiliki dinding sel yang kaku. Xilem dapat diawetkan dalam catatan fosil, yang membantu dalam identifikasi spesies tumbuhan yang punah.
Jaringan floem: Ini mengangkut produk fotosintesis ke seluruh sel tumbuhan. Daun memiliki sel dengan kloroplas yang menggunakan energi matahari untuk membuat molekul gula berenergi tinggi yang digunakan untuk metabolisme sel atau disimpan sebagai pati. Tumbuhan berpembuluh membentuk dasar piramida energi. Molekul gula dalam air diangkut dua arah untuk mendistribusikan makanan sesuai kebutuhan.
Daun-daun: Ini mengandung pigmen fotosintesis yang memanfaatkan energi matahari. Daun lebar memiliki luas permukaan yang lebar untuk paparan sinar matahari yang maksimal. Namun, daun tipis dan sempit yang ditutupi dengan kutikula berlilin (lapisan luar berlilin) lebih menguntungkan di daerah kering di mana kehilangan air menjadi masalah selama transpirasi. Beberapa struktur daun dan batang memiliki duri dan duri untuk memperingatkan binatang.
Daun tumbuhan dapat diklasifikasikan sebagai mikrofil atau megafil. Misalnya, jarum pinus atau bilah rumput adalah untaian tunggal jaringan pembuluh darah yang disebut mikrofil. Sebaliknya, megafil adalah daun dengan urat bercabang atau vaskularisasi di dalam daun. Contohnya termasuk pohon gugur dan tanaman berbunga berdaun.
Jenis-Jenis Tumbuhan Berpembuluh Beserta Contohnya
Tumbuhan berpembuluh dikelompokkan berdasarkan cara perkembangbiakannya. Secara khusus, berbagai jenis tanaman vaskular diklasifikasikan berdasarkan apakah mereka menghasilkan spora atau biji untuk membuat tanaman baru. Tumbuhan berpembuluh yang berkembang biak dengan biji berevolusi sangat tisu khusus yang membantu mereka menyebar ke seluruh negeri.
Produsen spora: Tumbuhan berpembuluh dapat berkembang biak dengan spora seperti halnya banyak tumbuhan tidak berpembuluh. Namun, vaskularisasi mereka membuat mereka tampak berbeda dari tanaman penghasil spora yang lebih primitif yang tidak memiliki jaringan vaskular itu. Contoh produsen spora vaskular termasuk pakis, ekor kuda dan lumut klub.
Produsen benih: Tumbuhan berpembuluh yang berkembang biak dengan biji dibagi lagi menjadi gymnospermae dan angiospermae. Gymnospermae seperti pohon pinus, cemara, yew dan cedar menghasilkan apa yang disebut benih "telanjang" yang tidak tertutup dalam ovarium. Mayoritas tumbuhan dan pohon berbunga dan berbuah sekarang adalah angiospermae.
Contoh produsen benih vaskular termasuk kacang-kacangan, buah-buahan, bunga, semak, pohon buah-buahan dan pohon maple.
Karakteristik Produsen Spora
Produsen spora vaskular seperti ekor kuda memperbanyak melalui pergantian generasi dalam siklus hidup mereka. Selama tahap sporofit diploid, spora terbentuk di bagian bawah tanaman penghasil spora. Tumbuhan sporofit melepaskan spora yang akan menjadi gametofit jika mereka mendarat di permukaan yang lembab.
Gametofit adalah tumbuhan reproduktif kecil dengan struktur jantan dan betina yang menghasilkan sperma haploid yang berenang ke telur haploid dalam struktur betina tumbuhan. Pemupukan menghasilkan in embrio diploid yang tumbuh menjadi tanaman diploid baru. Gametofit biasanya tumbuh berdekatan, memungkinkan fertilisasi silang.
Pembelahan sel reproduksi terjadi dengan meiosis dalam sporofit, menghasilkan spora haploid yang mengandung setengah materi genetik tanaman induk. Spora dibagi dengan mitosis dan matang menjadi gametofit, yang merupakan tanaman kecil yang menghasilkan telur dan sperma haploid dengan mitosis. Ketika gamet bersatu, mereka membentuk zigot diploid yang tumbuh menjadi sporofit melalui mitosis.
Misalnya, tahap kehidupan yang dominan pakis tropis – tanaman besar dan indah yang tumbuh subur di tempat yang hangat dan basah – adalah sporofit diploid. Paku berkembang biak dengan membentuk spora haploid uniseluler melalui meiosis di bagian bawah daun. Angin menyebarkan spora ringan secara luas.
Spora membelah secara mitosis, membentuk tumbuhan hidup terpisah yang disebut gametofit yang menghasilkan jantan dan gamet betina yang bergabung dan menjadi zigot diploid kecil yang dapat tumbuh menjadi pakis besar dengan mitosis.
Karakteristik Produsen Benih Vaskular
Tumbuhan berpembuluh penghasil biji, kategori yang meliputi: 80 persen dari semua tanaman di Bumi, menghasilkan bunga dan biji dengan penutup pelindung. Banyak strategi reproduksi seksual dan aseksual yang mungkin dilakukan. Penyerbuk dapat mencakup angin, serangga, burung, dan kelelawar yang memindahkan butiran serbuk sari dari antera (struktur jantan) bunga ke stigma (struktur betina).
Pada tumbuhan berbunga, generasi gametofit adalah tahap berumur pendek yang terjadi di dalam bunga tumbuhan. Tanaman dapat melakukan penyerbukan sendiri atau penyerbukan silang dengan tanaman lain. Penyerbukan silang meningkatkan variasi dalam populasi tanaman. Butir serbuk sari bergerak melalui tabung serbuk sari ke ovarium di mana pembuahan terjadi, dan benih berkembang yang dapat dikemas dalam buah.
Misalnya, anggrek, aster, dan kacang-kacangan adalah keluarga terbesar dari angiospermae. Benih dari banyak angiospermae tumbuh di dalam buah atau pulp yang melindungi dan bergizi. Labu adalah buah yang dapat dimakan dengan daging dan biji yang lezat, misalnya.
Keuntungan Vaskularitas Tanaman
Trakeofit (tumbuhan berpembuluh) sangat cocok untuk lingkungan darat tidak seperti sepupu laut leluhur mereka yang tidak dapat hidup di luar air. Jaringan tanaman vaskular ditawarkan keuntungan evolusioner atas tanaman darat nonvaskular.
Sebuah sistem vaskular memunculkan kaya diversifikasi spesies karena tumbuhan berpembuluh dapat beradaptasi dengan perubahan kondisi lingkungan. Bahkan, ada sekitar 352.000 spesies angiospermae dengan berbagai bentuk dan ukuran yang menutupi bumi.
Tanaman nonvaskular biasanya tumbuh dekat dengan tanah untuk mengakses nutrisi. Vaskularitas memungkinkan tanaman dan pohon tumbuh lebih tinggi karena sistem vaskular menyediakan mekanisme transportasi untuk secara aktif mendistribusikan makanan, air dan mineral ke seluruh tubuh tumbuhan. Jaringan pembuluh darah dan sistem akar memberikan stabilitas dan struktur yang diperkuat yang mendukung ketinggian yang tak tertandingi di bawah kondisi pertumbuhan yang optimal.
Kaktus memiliki sistem vaskular adaptif untuk secara efisien menahan air dan menghidrasi sel-sel hidup tanaman. Pohon-pohon besar di hutan hujan disangga oleh akar penopang di pangkal batangnya yang bisa tumbuh hingga 15 kaki. Selain memberikan dukungan struktural, akar penopang meningkatkan luas permukaan untuk menyerap nutrisi.
Manfaat Ekosistem Vaskularitas
Tumbuhan berpembuluh berperan penting dalam menjaga keseimbangan ekologi. Kehidupan di Bumi bergantung pada tumbuhan untuk menyediakan makanan dan habitat. Tumbuhan mempertahankan kehidupan dengan bertindak sebagai penyerap karbon dioksida dan dengan melepaskan oksigen ke dalam air dan udara. Sebaliknya, deforestasi dan peningkatan tingkat polusi mempengaruhi iklim global, yang menyebabkan hilangnya habitat dan kepunahan spesies.
Catatan fosil menunjukkan bahwa kayu merah – keturunan dari tumbuhan runjung – telah ada sebagai spesies sejak dinosaurus menguasai Bumi selama Periode Jurassic. Itu New York Postdilaporkan pada Januari 2019 bahwa, untuk mengurangi efek gas rumah kaca, sebuah kelompok lingkungan yang berbasis di San Francisco menanam anakan kayu merah yang diklon dari tunggul kayu merah kuno yang ditemukan di Amerika yang tumbuh hingga 400 kaki tinggi. Menurut Pos, kayu merah dewasa ini dapat menghilangkan lebih dari 250 ton karbon dioksida.