Tumbuhan Paku

Tumbuhan paku

       Protalium (panah merah) dengan tumbuhan paku muda. Daur hidup tumbuhan paku mengenal pergiliran keturunan, yang terdiri dari dua fase utama: gametofit dan sporofit. Tumbuhan paku yang mudah kita lihat merupakan bentuk fase sporofit karena menghasilkan spora. Bentuk generasi fase gametofit dinamakan protalus (prothallus) atau protalium (prothallium), yang berwujud tumbuhan kecil berupa lembaran berwarna hijau, mirip lumut hati, tidak berakar (tetapi memiliki rizoid sebagai penggantinya), tidak berbatang, tidak berdaun. Prothallium tumbuh dari spora yang jatuh di tempat yang lembap. Dari prothallium berkembang anteridium (antheridium, organ penghasil spermatozoid atau sel kelamin jantan) dan arkegonium (archegonium, organ penghasil ovum atau sel telur). Pembuahan mutlak memerlukan bantuan air sebagai media spermatozoid berpindah menuju archegonium. Ovum yang terbuahi berkembang menjadi zigot, yang pada gilirannya tumbuh menjadi tumbuhan paku baru.

       

     Tumbuhan berbiji (Spermatophyta) juga memiliki daur seperti ini tetapi telah berevolusi lebih jauh sehingga tahap gametofit tidak mandiri. Spora yang dihasilkan langsung tumbuh menjadi benang sari.

  

1. Ciri – ciri tumbuhan paku

     

       Memiliki 4 struktur penting,yaitu lapisan pelindung sel (jaket steril)yang terdapat disekeliling organ reproduksi, embrio multiseluler yang terdapat dalam arkegonium , kutikula pada bagian luar , dan yang paling penting adalah sistem transport internal yang mengangkut air dan zat makanan dari dalam tanah. Sistem transport ini sama baiknya seperti pengorganisasian transport air dan zat makanan pada tumbuhan tingkat tinggi.

(a) Struktur tubuh

     1) Akar

         Bersifat seperti akar serabut, ujungnya dilindungi kaliptra yang terdiri atas sel – sel yang dapat dibedakan dengan sel – sel akarnya sendiri.

     2) Batang

         

                Pada sebagian jenis tumbuhan paku tidak tampak karena terdapat didalam tanah berupa rimbang , mungkin menjalar atau sedikit tegak. Jika muncul diatas permukaan tanah, batangnya sangat pendek sekitar 0,5 m. akan tetapi ada batang bebrapa jenis tumbuhan paku seperti paku pohon /paku tiang yang oanjangnya mencapai 5 m dan kadang – kadang bercabang misalnya: Alsophilla dan cyathea.

      3) Daun 

         Daun selalu melingkar dan menggulung pada usia muda . berdasarkan bentuk ukuran dan susunanya, daun paku dibedakan antara epidermis, daging daun, dan tulang daun.

a) Mikrofil

    Daun ini berbentuk kecil – kecil seperti rambut atau sisik, tidak bertangkai dan tidak bertulang daun, belum memperlihatkan diferensiasi sel, dan tidak dapat dibedakan antara epidermis, daging daun dan tulang daun.

b) Mikrofil

    Merupakan daun yang bentuknya besar, bertangaki dan bertulang daun, serta bercabang – cabang. Sel – sel penyusunnya telah memperlihatkan diferensiasi, yaitu dapat dibedakan antara jaringan tiang, jaringan bunga karang, tulang daun, serta stomata (mulut daun).

Ditinjau dari fungsinya , daun tumbuhan paku dibedakan atas:

1. Tropofil : Merupakan daun yang khusus untuk fotosintesis.

2. Sporofil : Daun ini berfungsi untuk menghasilkan spora. Tetapi daun ini juga dapat melakukan fotosintesis, sehingga disebut pula sebagai troposporofil.

Ditinjau dari macam spora yang dihasilkan , tumbuhan paku dapat dibedakan menjadi tiga golongan seperti berikut ini.

a) Paku Homospora (isospora) : Menghasilkan satu jenis spora , misalnya Lycopodium (paku kawat).

b) Paku Heterospora  : Menghasilkan dua jenis spora yanhg berlainan; yaitu mikrospora berkelamin jantan dan makrospora (mega spora) berkelamin betina, misalnya : Marsilea (semanggi), Selaginella (paku rane).

c) Paku Peralihan  : Paku ini merupakan peralihan antara homospora dengan heterospora, yaitu paku yang menghasilkan spora yang bentuk dan ukurannya sama tetapi berbeda jenis kelaminnya, satu berjenis kelamin jantan dan lainnya berjenis kelamin betina, misalnya Equisetum debile (paku ekor kuda).

(b) Habitat

       Habiatanya didarat, terutama pada lapisan bawah tanah didataran rendah , tepi pantai , lereng gunung , 350 meter diatas permukaan laut terutama didaerah lembab, dan ada juga yang bersifat epifit(menempel) pada tumbuhan lain.

(c) Reproduksi

       Reproduksi tumbuhan ini dapat secara aseksual (vegetative), yakni dengan stolon yang menghasilkan gemma (tunas).

      Gemma adalah anakan pada tulang daun atau kaki daun yang mengandung spora.
      Reproduksi secara seksual (generative)melalui pembentukan sel kelamin jantan dan betina oleh alat – alat kelamin (gametogonium). Gametogonium jantan (anteredium) menghasilkan spermatozoid dan gametogonium betina menghasilkan sel telur (ovum).sepertihalnya tumbuhan lumut , tumbuhan paku mengalami metagenesis (pergiliran keturunan).

(d) Peranan tumbuhan paku dalam kehidupan manusia.

      Dibawah ini adalah beberapa tumbuhan paku yang bermanfaat bagi manusia diantaranya adalah;

1. Dipelihara sebagai tanaman hias, misalnya paku tanduk rusa (platycerium bifurcatum), paku sarang burung (Asplenium sp), suplir (Adiantum sp) dan paku rane (selaginella sp)

2. Penghasil obat – obatan misalnya: Aspidium sp, Dryopteris filix mas, dan Lycopodium clavatum. 3. Sebagai sayuran , misalnya semanggi (marsilea crenata) dan pteridium aqualium

4. Sebagai bahan pupuk hijau , misalnya azolla piñata,

5. Sebagai salah satu bahan dalam pembuatan karangan bunga, misalnya Lycopodium cernuum.

6. Tumbuhan paku lebih maju dari pada lumut karena sporofit tumbuhan paku memiliki :

    a. Sistem transportasi (xylem dan floem) yang berkembang dengan baik.

    b. Kutikula dan stoma tahan air yang mengontrol kekurangan air.

    c. Adanya akar, batang dan daun.

2. Kalsifikasi

      Dibagi menjadi 4 subdivisi, yaitu psilophyta, Lycophyta, Sphenophyta dan Pterophyta.

'1) Psilophyta

     Merupakan tumbuhan paku sederhana dan hanya memiliki dua genera, contoh yang sudah dikenal adalah Psilotum sp. Yang tersebar luas didaerah tropic dan subtropik.

2) Lycophyta

    Lycodium sp dapat menghasilkan spora tunggal yang akan berkembang menjadi gametofit biseksual yang memiliki organ jantan maupun betina. 

Sellaginella sp merupakan tanaman heterospora, karena dapat menghasilkan dua jenis spora . spora yang berukuran besar disebut megaspore, yaitu merupakan gamet betina yang akan membentuk arkegonia. Spora yang berukuran kecil disebut mikrospora yang akan membentuk gamet jantan atau anteridia.

3) Sphenophyta

     Sering disebut paku ekor kuda . peristiwa meiosis pada tumbuhan ini terjadi dalam sporangia dan akan menghasilkan spora haploid. Gametofit yang berkembang dari spora berukuran sangat kecil , tetapi dapat melakukan fotosintesis dan hidup secara bebas.

4) Pterodophyta

    Banyak terdapat dihutan subtropis maupuan didaerah tropis . paku pterophyta mempunyai daun – daun yang lebih besar dibandingkan divisi lainnya .
  
  Ada 2 jenis daun yaitu negafil dan mikrofil, megafil mempunyai sistem percabangan pembuluh , sdangkan mikrofil adalah daun yang tumbuh dari batang yang mengandung untaian tunggal jaringan pengangkut.

Contohnya marsilea crenata dan asplenium nidus. 

Protalium (panah merah) dengan tumbuhan paku muda

Daur hidup tumbuhan paku mengenal pergiliran keturunan, yang terdiri dari dua fase utama:gametofit dan sporofit. Tumbuhan paku yang mudah kita lihat merupakan bentuk fase sporofit karena menghasilkan spora. Bentuk generasi fase gametofit dinamakan protalus (prothallus) atau protalium (prothallium), yang berwujud tumbuhan kecil berupa lembaran berwarna hijau, mirip lumut hati, tidak berakar (tetapi memiliki rizoid sebagai penggantinya), tidak berbatang, tidak berdaun. Prothallium tumbuh dari spora yang jatuh di tempat yang lembap. Dari prothallium berkembang anteridium (antheridium, organ penghasil spermatozoid atau sel kelamin jantan) dan arkegonium (archegonium, organ penghasil ovum atau sel telur). Pembuahan mutlak memerlukan bantuan air sebagai media spermatozoid berpindah menuju archegonium. Ovum yang terbuahi berkembang menjadi zigot, yang pada gilirannya tumbuh menjadi tumbuhan paku baru.

Tumbuhan berbiji (Spermatophyta) juga memiliki daur seperti ini tetapi telah berevolusi lebih jauh sehingga tahap gametofit tidak mandiri. Spora yang dihasilkan langsung tumbuh menjadi benang sari at

A. Ciri-ciri tumbuhan paku 

Ciri tumbuhan paku meliputi ukuran, bentuk, struktur, dan fungsi tubuh, ukuran dan bentuk tubuh

Tumbuhan paku memiliki ukuran yang bervariasi dari yang tingginya sekitar 2 cm, misalnya pada tumbuhan paku yang hidup mengapung di air, sampai tumbuhan paku yang hidup di darat yang tingginya mencapai 5 m misalnya paku tiang (Sphaeropteris). Tumbuhan paku purba yang telah menjadi fosil diperkirakan ada yang mencapai tinggi 15 m. Bentuk tumbuhan paku yang hidup saat ini bervariasi, ada yang berbentuk lembaran, perdu atau pohon, dan ada yang seperti tanduk rusa.

Tumbuhan paku terdiri dari dua generasi, yaitu generasi sporofit dan generasi gametofit. Generasi sporofit dan generasi gametofit ini tumbuh bergantian dalam siklus tumbuahan paku. Generasi sporofit adalah tumbuhan yang menghasilkan spora sedangkan generasi gametofit adalah tumbuhan yang menghasilkan sel gamet (sel kelamin). Pada tumbuhan paku, sporofit berukuran lebih besar dan generasi hidupnya lebih lama dibandingkan generasi gametofit. Oleh karena itu, generasi sporofit tumbuhan paku disebut generasi dominan. Generasi sporofit inilah yang umumnya kita lihat sebagai tumbuhan paku.

Struktur dan fungsi tubuh tumbuhan paku generasi sporofit

Tumbuhan paku sporofit pada umumnya memiliki akar, batang, dan daun sejati. Namun, ada beberapa jenis yang tidak memiliki akar dan daun sejati. Batang tumbuhan paku ada yang tumbuh di bawah tanah disebut rizom dan ada yang tumbuh di atas permukaan tanah. Batang yang yang tumbuh di atas tanah ada yang bercabang menggarpu dan ada yang lurus tidak bercabang. Tumbuhan paku yang tidak memilki akar sejati memilki akar berupa rizoid yang terdapat pada rizom atau pangkal batang. Tumbuhan paku ada yang berdaun kecil (mikrofil) dan ada yang berdaun besar (makrofil). Tumbuhan paku yang berdaun kecil, daunnya berupa sisik. Daun tumbuhan paku memiliki klorofil untuk fotosintesis. Klorofil tumbuhan paku yang tak berdaun atau berdaun kecil terdapat pada batang.

Tumbuhan paku sporofit memiliki sporangium yang menghasilkan spora. Pada jenis tumbuhan paku sporofit yang tidak berdaun, sporangiumnya terletak di sepanjang batang. Pada tumbuhan paku yang berdaun, sporangiumnya terletak pada daun yang fertil (sporofil). Daun yang tidak mengandung sporangium disebut daun steril (tropofil). Sporofil ada yang berupa helaian dan ada yang berbentuk strobilus. Strobilus adalah gabungan beberapa sporofil yang membentuk struktur seperti kerucut pada ujung cabang. Pada sporofil yang berbentuk helaian, sporangium berkelompok membentuk sorus. Sorus dilindungi oleh suatu selaput yang disebut indisium. Sebagian besar tumbuhan paku memiliki pembuluh pengangkut berupa floem dan xilem. Floem adalah pembuluh pengangkut nutrien organik hasil fotosintesis. Xilem adalah pembuluh pengangkut senyawa anorganik berupa air dan mineral dari akar ke seluruh bagian tumbuhan. Spora yang menghasilkan sporofit akan tumbuh membentuk struktur gametofit berbentuk hati yang disebut protalus atau protaliaum.

Struktur dan fungsi tubuh tumbuhan paku generasi gametofit

Gametofit tumbuhan paku hanya berukuran beberapa milimeter. Sebagian besar tumbuhan paku memiliki gametofit berbentuk hati yang disebut protalus. Protalus berupa lembaran, memiliki rizoid pada bagian bawahnya, serta memiliki klorofil untuk fotosintesis. Protalus hidup bebas tanpa bergantung pada sporofit untuk kebutuhan nutrisinya. Gametofit jenis tumbuhan paku tertentu tidak memilki klorofil sehingga tidak dapat berfotosintesis. Makanan tumbuhan paku tanpa klorofil diperoleh dengan cara bersimbiosis dengan jamur.

Gametofit memilki alat reproduksi seksual. Alat reproduksi jantan adalah anteridium. Anteridium menghasilkan spermatozoid berflagelum. Alat reproduksi betina adalah arkegonium. Arkegonium menghasilkan ovum. Gametofit tumbuhan paku jenis tertentu memiliki dua jenis alat reproduksi pada satu individu. Gametofit dengan dua jenis alat reproduksi disebut gametofit biseksual. Gametofit yang hanya memiliki anteridium saja atau arkegonium saja disebut disebut gametofit uniseksual. Gametofit biseksual dihasilkan oleh paku heterospora (paku yang menghasilkan dua jenis spora yang berbeda).

                

Tumbuhan paku sudah mempunyai akar, batang dan daun yang sejati, tetapi semua tumbuhan paku tidak berbunga dan berkembangbiak dengan spora. Tumbuhan paku dapat tumbuh di mana-mana, seperti pada tanah, pada pohon sebagai epifit, di dalam air, tempat-tempat teduh serta di tempat-tempat basah.

Ciri-ciri tumbuhan paku:

- Telah terlihat adanya bagian-bagian akar, batang dan daun.

- Berkembangbiak dengan spora.

- Tidak berbunga.

- Mengalami pergiliran keturunan.

Siklus hidup tumbuhan paku

- Spora jatuh di tempat yang basah atau lembab menjadi prothallium yang mengeluarkan rhizoide.

- Prothalium membentuk archegonium yang menghasilkan ovum (sel telur) dan antheridium yang 

   menghasilkan spermatozoida.

- Spermatozoida membuahi sel telur terbentuk zygote.

- Zygote tumbuh menjadi tumbuhan paku liar.

Tumbuhan paku dibagi menjadi 3 (tiga) kelas, yaitu sebagai berikut:

a. Paku ekor kuda (equisetinae).

    Paku ekor kuda tumbuh di tempat-tempat basah yang letaknya agak tinggi dari permukaan air. Batangnya   

    mengandung zat kersik dan abunya dapat dijadikan bahan penggosok. Batang paku ekor kuda juga dapat 

   digunakan sebagai bahan obat-obatan.

b. Paku kawat atau paku rambut (lycopodiinae).

    Contoh-contoh paku kawat:

     - Lycopodium cernuum: digunakan sebagai hiasan dalam karangan bunga.

   - Lycopodium clavatum: sporanya menghasilkan bahan-bahan untuk membalut pil dan batangnya      

      merupakan bahan obat-obatan.

   - Selaginella wildenwoii: paku rane.

c. Paku benar (eilicinae).

    Ciri-cirinya:

    - Berdaun lebar dengan susunan tulang yang jelas.

    - Daun subur (fertil) dan daun mandul (steril) sama bentuknya.

    - Paku benar banyak digunakan sebagai tanaman hias.

    Paku benar dapat dibagi menjadi dua bagian, yaitu sebagai berikut:

    a. Paku darat

        Contoh-contoh paku darat:

        - Alsophila glauca (paku tiang)

        - Platycerium biforcatum (paku tanduk rusa)

        - Adiantum cuneatum (suplir)

        - Asplenium nidus (paku sarang burung)

b. Paku air

    Contoh-contoh paku air:

     - Marsilea crenata (semanggi)

     - Salvinia natans (paku sampan)

     - Azolla pinnata