Metagenesis Tumbuhan Paku dan Lumut

Metagenesis Tumbuhan Paku dan Lumut- Apa itu metagenesis?,  Bagaimana prosesnya pada tumbuhan paku dan lumut?, Apakah perbedaan metagenesis tumbuhan paku dan lumut?, untuk mengetahui proses dan perbedaannya, lebih jelasnya mari kita bahas satu per satu.
Metagenesis adalah pergiliran keturunan antara generasi seksual dan aseksual; perkembangbiakan seksual yang kemudian diikuti dengan perkembangbiakan aseksual dalam suatu generasi. Setiap generasi mengalami pergiliran keturunan, yaitu dari generasi gametofit (generasi penghasil gamet) ke generasi sporofit (generasi penghasil spora). Metagenesis terjadi pada tumbuhan lumut dan paku-pakuan.

Sahabat pembaca, tidak semua organisme mampu mensintesis bahan makanannya sendiri. Ada dua kelompok organisme yakni heterotrof dan autotrof.  Kelompok organisme heterotrof tidak memiliki kemampuan untuk melakukan sintesis bahan makanan yang dibutuhkannya. Oleh karena itu seluruh kebutuhan hidupnya bergantung pada ketersediaan zat organik dari organisme lain atau lingkungannya.

Contoh organisme heterotrof seperti: hewan,  jamur, dan beberapa jenis bakteri. Ketiadaan pigmen fotosintetiklah yang menyebabkan mereka menggantungkan hidupnya kepada organisme lain.

Kelompok organisme autotrof memiliki kemampuan menyusun zat makanan sendiri. Dengan bantuan energi dari luar, misalnya energi cahaya matahari, tumbuhan dapat menghasilkan karbohidrat yang penting bagi penyediaan energi untuk dirinya sendiri maupun untuk organisme lain.

Sebagian besar organisme autotrof yang ada di bumi ini termasuk kelompok tumbuhan berbiji atau permatophyta.(Gembong Tjitrosoepomo, 2005).

Selain itu alga, lumut (Briophyta), dan tumbuhan paku (Pteridophyta) juga memiliki kemampuan yang sama dalam membuat makanan sendiri.

Semua tumbuhan memiliki kemampuan membentuk zat organik dari zat-zat anorganik melalui fotosintesis (bersifat autotrof). Tumbuhan merupakan organisme multiseluler, karena tubuh tumbuhan tersusun oleh banyak sel, baik sel yang telah mengalami diferensiasi maupun belum mengalaminya. Sel tumbuhan memiliki dinding sel yang tersusun oleh hemiselulosa sehingga bentuk sel tumbuhan relatif tetap, tidak mudah mengalami perubahan. Tergantung tingkat kemajuan yang dicapai dalam diferensiasi jaringan, ada tumbuhan yang berpembuluh (vaskuler), ada pula yang belum berpembuluh (nonvaskuler).

Cara reproduksi tumbuhan juga berbeda-beda, ada yang secara vegetatif maupun secara generatif. Dilihat dari kelengkapan organ yang dimiliki, tumbuhan berbiji ( Spermatophyta) merupakan golongan tumbuhan paling tinggi tingkatannya. Pada tumbuhan ini akar, batang, dan daun telah nyata ada, serta menghasilkan biji sebagai alat perkembangbiakan. Tumbuhan dengan akar, batang dan daun sejati disebut tumbuhan berkormus (kormophyta). Atas dasar ciri-ciri itulah maka tumbuhan berbiji disebut (kormophyta berbiji). Selain spermatophyta, tumbuhan paku (Pteridophyta) juga telah menunjukkan ciri-ciri mempunyai akar, batang, dan daun sejati, terutama golongan paku pohon. Jadi, tumbuhan paku dapat dimasukkan ke dalam kelompok kormophyta. Dengan spora yang dibentuk dalam kotak spora, tumbuhan paku dijuluki sebagai
kormophyta berspora.
Metagenesis Tumbuhan Paku dan Lumut

A.  Metagenesisi Tumbuhan Paku
Tumbuhan paku, paku-pakuan, atau pakis-pakisan adalah sekelompok tumbuhan dengan sistem pembuluh sejati (Tracheophyta) tetapi tidak pernah menghasilkan biji untuk reproduksi seksualnya. Alih-alih biji, kelompok tumbuhan ini melepaskan spora sebagai alat penyebarluasan dan perbanyakannya, menyerupai kelompok organisme seperti lumut dan fungi.

1. Ciri-ciri tumbuhan paku

• Dibandingkan dengan lumut, tumbuhan paku menunjukkan ciri yang lebih maju. Pada tumbuhan paku telah ditemukan akar, batang, dan daun yang sebenarnya.
• Batang tumbuhan paku memiliki pembuluh/berkas pengangkut, ciri ini belum dijumpai pada lumut. Habitus/ perawakannya sangat beranekaragam, mulai dari tumbuhan paku dengan daun-daun kecil dengan struktur yang sangat sederhana sampai tumbuhan paku dengan daun mencapai 2 meter dengan struktur yang rumit.
• Tumbuhan paku ada yang belum memiliki batang yang nyata (hanya berupa rizom), tapi juga ada yang memiliki batang sebenarnya (paku pohon). 
• Daun tumbuhan paku bermacam-macam, dibedakan menurut ukuran, atau menurut fungsinya. Menurut ukurannya daun tumbuhan paku dibedakan menjadi mikrofil (daun berukuran kecil) dan makrofil (daun berukuran besar). Adapun menurut fungsinya daun tumbuhan paku dibedakan menjadi daun fertil atau sporofil (daun penghasil spora) dan daun steril atau tropofil (daun untuk fotosintesis). Daun penghasil spora biasanya juga dapat berfungsi untuk fotosintesis, daun semacam ini disebut troposporofil.
• Habitat tumbuhan paku ada yang di tanah, ada yang epifit pada pohon lain dan ada yang hidup di air. Karena itu ada tiga macam tumbuhan paku, yaitu paku tanah, paku epifit, dan paku air. Umumnya tumbuhan paku menyukai tempat yang teduh dengan tingkat kelembaban udara yang tinggi.

2. Reproduksi tumbuhan paku
Tumbuhan paku  mengalami pergiliran keturunan atau metagenesis. Gametofitnya dinamakan protalium yang merupakan hasil perkecambahan spora haploid. Bentuk protalium menyerupai jantung, berwarna hijau, melekat pada substrat dengan menggunakan rizoid, ukurannya hanya beberapa sentimeter saja.

Protalium menghasilkan spora dengan bentuk dan ukuran yang bermacam-macam. Generasi sporofit berupa tumbuhan paku. Dalam suatu protalium akan dibentuk arkegonium (badan penghasil ovum) dan anteridium (badan penghasil spermatozoid). Ovum dan spermatozoid dengan media air akan bertemu, lalu melebur menjadi zigot.

Selanjutnya zigot akan tumbuh dan berkembang menjadi tumbuhan paku yang merupakan sporofit. Pada daun fertil dibentuk sporangium (kotak spora), di dalamnya terdapat sel induk spora yang akan membelah secara meiosis membentuk spora haploid. Akhirnya sporangium pecah dan spora-spora keluar. Jika jatuh di tempat yang sesuai spora akan berkecambah membentuk protalium. Dengan demikian siklus hidup berulang lagi.

Tumbuhan paku merupakan tumbuhan kormus, batang berpembuluh, daunnya terdiri daun steril (trofofil) dan daun fertil (sporofil). Batangnya berupa rizoma atau batang berkayu (pada paku pohon). Tumbuhan paku menghasilkan spora, mengalami metagenensis, generasi sporofit berumur panjang, gametofit berupa protalium yang berukuran kecil dan berumur pendek. Menurut spora yang dihasilkan, tumbuhan paku dibedakan
menjadi 3 kelompok, yaitu tumbuhan paku homospor, heterospor, dan peralihan.

a. Skema/Diagram metagenesis tumbuhan paku homospor
Tumbuhan paku yang menghasilkan spora dengan bentuk dan ukuran sama tidak dapat dibedakan jenisnya antara spora jantan atau spora betina. Contohnya Lycopodium clavatum (paku kawat).

b. Skema metagenesis tumbuhan paku heterospor
Tumbuhan paku yang menghasilkan spora dengan bentuk, ukuran, dan jenisnya berbeda yaitu mikrospora (spora berukuran kecil, berjenis jantan), dan makrospora (spora berukuran besar, dan berjenis betina). Contohnya: selaginella sp (paku rane) dan marsilea sp (semanggi).

c. Skema metagenesis tumbuhan paku peralihan
Tumbuhan paku yang menghasilkan spora dengan bentuk dan ukuran sama, namun terdapat spora jantan dan spora betina. Contohnya Equisetum debile (paku ekor kuda).

B.  Metagenesis Tumbuhan Lumut

Kelompok tumbuhan yang belum memiliki akar, batang, dan daun yang nyata digolongkan dalam golongan Thallophyta, misalnya lumut (Bryophyta). Tumbuhan lumut terdiri atas dua kelas, yaitu kelas Hepaticae (lumut hati) dan kelas Musci (lumut daun). Keduanya berbeda bentuk susunan tubuh dan perkembangan gametangium (lumut hati) serta sporogoniumnya.

Tumbuhan lumut (Bryophyta) belum menampakkan ciri adanya akar sejati. Sederetan sel-sel yang menyerupai rambut, menggantikan fungsi akar yang belum dimilikinya. Inilah yang dinamakan rizoid (akar semu) yang berfungsi menyerap air dan zat hara dari tempat hidupnya. Rizoid juga berfungsi untuk menambatkan tubuh lumut pada tempat hidupnya.

Batang dan daun sejati belum ditemukan pada lumut, hanya pada lumut daun telah menunjukkan kemajuan dengan adanya struktur batang serta daun sederhana, tanpa jaringan pengangkut.

Lumut menyukai tempat yang teduh dan lembab, misalnya tembok, permukaan batuan, genteng, dan kulit pohon. Di tempat yang miskin zat organik pun Lumut tetap dapat hidup di tempat yang mengandung sedikit zat organik, asalkan memiliki kelembaban yang cukup. Karena sifat toleran yang sangat tinggi tersebut, maka lumut dapat tumbuh dimana-mana. Inilah yang menjadi alasan mengapa lumut disebut tumbuhan kosmopolit.

Talus berwarna hijau karena adanya klorofil menjadikan lumut mampu melakukan sintesis senyawa organik dengan bantuan sinar matahari. Jadi, lumut bersifat autotrof karena tidak bergantung pada organisme lain. Lumut menghasilkan spora sebagai alat perkembangbiakan.

Pada talus bagian atas lumut yang sudah dewasa akan terbentuk badan penghasil spora yang dinamakan sporogonium. Sporogonium merupakan perkembangan dari zigot, hasil peleburan spermatozoid yang dibentuk oleh anteridium dan ovum yang dibentuk oleh arkegonium. Spora dibentuk secara meiosis dalam
kotak spora (sporogonium). Jika kotak spora telah masak, dengan gerak higroskopik kotak spora pecah dan spora-spora terlempar keluar. Kemudian spora menyebar pada areal yang luas dengan bantuan angin. Jika spora jatuh di tempat lembab akan berkecambah menjadi protonema yang menyerupai benang dan tumbuh menjadi lumut baru. Jadi, dalam daur hidupnya lumut mengalami metagenesis atau pergantian keturunan antara generasi gametofit dan generasi sporofit.

Selain secara seksual, lumut juga berkembang biak secara aseksual, yaitu dengan membentuk tunas atau membentuk fragmen talus. Lembaran talus merupakan gametofit karena dapat membentuk arkegonium yang menghsilkan ovum, dan membentuk anteridium yang menghasilkan spermatozoid. Adapun sporogonium yang merupakan hasil pertumbuhan dari zigot merupakan sporofit, karena dapat membentuk spora.

Generasi gametofit mulai dengan spora yang dihasilkan meiosis. Spora ini haploid dan semua sela yang dihasilkan dari sel ini juga haploid termasuk arkegonium dan anteridium (gamet). Jika dua gamet ini melebur membentuk zigot, maka mulailah generasi sporofit. Jumlah kromosom zigot adalah diploid dan semua sel yang diturunkannya melalui mitosis adalah diploid. Kemudian sel-sel tertentu mengalami meiosis yang haploid dan mulailah generasi gametofit.

Demikian tentang Metagenesis Tumbuhan Paku dan Lumut. Semoga bermanfaat