EVOLUSI TUMBUHAN BERBIJI
AWAL MULA TUMBUHAN BERBIJI (Spermatophyta) :
Awal mula tumbuhan darat dikarenakan adanya tumbuhan air yang disebut alga hijau. Bukti adanya tumbuhan tertua ini dilihat adanya tumbuhan yang berusia 450 tahun menyerupai tumbuhan lumut saat ini. Selama beberapa tahung berkembangnya tumbuhan ini dibagi lagi menjadi dua bagian yaitu yang pertama tumbuhan lumut dan tumbuhan berpembuluh atau paku. Tumbuhan ini telah memiliki jaringan xylem dan floem yang membentuk akar tumbuhan tegak. Tumbuhan paku ini juga menjadi awal dari tumbuhan yang menghasilkan biji, sekarang sudah 90% dari seluruh jenis tumbuhan yang ad merupakan tumbuhan berbiji. Kelompok tumbuhan biji meliputi gymnosepermae atau tumbuhan berbiji terbuka adalah kelompok tumbuhan dimana bijinya tidak dilindungi oleh daun buah, sehingga biji kelihatan langsung seperti kita lihat pada biji tumbuhan hias pakis haji. Sehingga berkembang lagi satu kelompok tumbuhan berbiji tertutup (angiospermae) atau biasa disebut anthophyta (tumbuhan berbunga) dan spermatophyta (tumbuhan berbiji). Tumbuhan berbiji merupakan tingkatan tertinggi karena sudah memilki akar, batang dan daun sejati untuk menunjang hidup di daratan. Serta bunga sebagai alat kelamin yang berwarna-warni. Akar, batang dan daun tersebut berbeda satu sama lain dalam hal fungsi, bentuk dan ukuran karena menyesuaikan dengan lingkungan hidup. Keistimewaan tumbuhan berbiji adalah pada kekuatannya. Biji dapat bertahan pada keadaan yang sesulit apapun dan rentang waktu yang lama. Keragamaan tumbuhan berbiji adalah hasil dari tumbuhan kelompok konifer. Evolusi tumbuhan berbiji dimulai pada tahun 125 juta tahun a
silam dengan ditandai dengan tumbuhan berbunga (Anonim 2011: 1). http://file.upi.edu/Direktori/FPMIPA/JUR._PEND._BIOLOGI/196805091994031KUSNADI/BUKU_SAKU_BIOLOGI_SMA,KUSNADI_dkk/Kelas_X/DUNIA_TUMBU HAN.pdf . Gymnospermae telah hidup di bumi sejak periode Devon (410-360 juta tahun yang lalu), sebelum era dinosaurus. Pada saat itu, Gymnospermae banyak diwakili oleh kelompok
yang
sekarang
sudah
punah
dan
kini
menjadi
batu
para Pteridospermophyta (paku
biji),
Bennettophyta dan
Cordaitophyta.
Anggota-
anggotanya yang lain dapat melanjutkan keturunannya hingga sekarang. Angiospermae yang ditemui sekarang dianggap sebagai penerus dari salah satu kelompok Gymnospermae purba yang telah punah (paku biji). Gymnospermae berasal dari Progymnospermae melalui proses evolusi biji. Hal tersebut dapat dilihat dari bukti-bukti morfologi yang ada. Selanjutnya Progymnospermae dianggap sebagai nenek moyang dari tumbuhan biji. Progymnospermae mempunyai karakteristik yang merupakan bentuk antara Trimerophyta dan tumbuhan berbiji. Meskipun kelompok ini menghasilkan spora, tetapi juga menghasilkan pertumbuhan xylem dan floem sekunder seperti pada Gymnospermae. Progymnospermae juga sudah mempunyai kambium berpembuluh yang bifasial yang mampu menghasilkan xilem dan floem sekunder. Kambium berpembuluh merupakan ciri khas
dari
tumbuhan
tipe Aneurophyton yang
berbiji. hidup
Salah pada
satu
jaman
contoh Devon,
Progymnospermae sudah
menunjukkan
adalah system
percabangan tiga dimensi dengan stelenya yang bertipe protostele. Contoh lainnya adalah tipe Archaeopteris yang juga hidup di jaman Devon. Kelompok ini dianggap lebih maju karena sudah menunjukkan adanya system percabangan lateral yang memipih pada satu bidang dan sudah mempunyai struktur yang dianggap sebagai daun. Batangnya mempunyai stele yang bertipe eustele yang menunjukkan adanya kekerabatan dengan tumbuhan berbiji b
yang sekarang (Anonim 2011). http://meynyeng.wordpress.com/2010/06/01/gymnospermae/ Menurut Hidayat (1995: 4), bahwa dalam dunia tumbuhan, golongan plantae termasuk tumbhan yang amat tua, yakni muncul lebih dari 550.000 .000 tahun yang lalu. Selama lebih dari seratus juta tahun tumbuhan hijau hidup di air sebagai alga dan barulah sekitar 420.000.000 tahun yang lalu muncul tumbuhan darat. Sejak itu tumbuhan darat berevolusi dengan cepat serta mengembangkan struktur yang lebih rumit dibandingkan alga, yakni membentuk sel, jaringan, dan organ. Klasifikasi tumbuhan darat dibagi menjadi beberapa kelompok, terutama berdasarkan anatominya. Evolusi jenis spora baru, adanya akar, batang, daun, dan jaringan pembuluh dianggap cukup memadai untuk membedakan tumbuhan. Secara umum, dunia tumbuhan dibagi menjadi tumbuhan berpembuluh (Tracheophyta) dan tidak berpembuluh (Thallophyta) kemudian tumbuhan berpembuluh
dibagi lagi menjadi dua yaitu pertama tumbuhan yang alat reproduksinya tersembunya misalnya paku dan kedua tumbuhan berbiji spermatophyte. Tumbuhan berbiji dibagi lagi menjadi angiospermae (biji tertutup) dan gymnospermae (biji terbuka). Angiospermae merupakan kelompok tumbuhan yang paling akhir muncul dan kini membentuk bagian utama dari vegetasi alam dan dibudidayakan di bumi. ASAL MULA MORFOLOGI TUMBUHAN BERBIJI :
Oleh karena proses evolusi berlangsung secara granual dan dalam jangka waktu yang lama, maka perbedaan antara kesamaan morfologi dapatdijadikan dasar untuk mengelompokkan organisme. Hubungan kekerabatan satu spesies dengan spesies yang lain (filogeni) dinyatakan oleh banyak sedikitnya kesamaan morfologinya. Morfologi tumbuhan dimulai karena adanya adaptasi dari bagian bentuk dan ukuran akar, batang dan daun sebagai alat untuk melakukan fungsinya dalam kehidupan. Morfologi tumbuhan merupakan ilmu yang mempelajari organ tumbuhan baik bentuk, ukuran dan fungsinya. Menurut Tjitrosoepomo (1990: 2) menurut defenisinya, morfologi tumbuhan tidak hanya menguraikan bentuk dan susunan tubuh tumbuhan saja, tetapi juga bertugas untuk menentukan apakah fungsinya masing-masing bagian itu dalam kehidupan tumbuhan, selanjutnya juga berusaha mengetahui dari mana asal bentuk dan susunan tubuh yang demikian tadi. Selain dari itu morfologi harus pula dapat memberikan jawaban atas pertanyaan pertanyaan mengapa mengapa bagian-bagian bagian-bagian tubuh tumbuhan mempunyai mempunyai bentuk dan susunan yang beraneka ragam itu. Dalam rangka melaksanakan tugas-tugasnya morfologi dapat menggunakan anggapan-anggapan maupun teori-teori yang berlaku dalam dunia ilmu hayat, misalnya berdasarkan teori evolusi tubuh tumbuhan akan mengalami perubahan bentuk dan susunannya, hingga suatu alat atau bagian tubuh dapat dicari asal filogenetiknya. Diterimanya anggapan, bahwa bentuk dan susunan tubuh tumbuhan selalu disesuaikan dengan fungsinya serta alam sekitarnya. Semua bagian tubuh tumbuhan secara langsung ataupun tidak langsung berguna untuk menegakkan kehidupan tumbuhan, yaitu yang terutama berguna untuk penyerapan, pengolahan, pengangkutan dan penimbunan alat hara. Dari alat hara akan diuraikan organ akar, batang dan daun tumbuhan.
DAUN TUMBUHAN BERBIJI
Baik dari segi morfologi dan anatominya, daun merupakan organ yang beragam. Struktur tangkai daun atau tulang daun mirip dengan batang. Cirri penting pada daun adalah pada spermatophyta bahwa, aktivitas meristem daun ditentukan oleh pertumbuhan interkalar dan marginal. Istilah bagi seluruh daun pada tanaman adalah phllom. Namun dikenal juga istilah daun hijau, katafil, hipsofil dan kotiledon. Daun hijau adalah daun untuk fotositensis dan biasanya berbentuk pipih mendatar sehingga mudah untuk memperoleh sinar matahari dan gas CO 2. Katafil adalah sisik dibawah tunas atau batang dibawah tanah berguna untuk pelindung atau tempat cadangan makanan. Daun pertama pada cabang lateral disebut prophyll, pda monokotil hanya ada satu heelai prophyll dan pada dikotil ada dua helai. Hipsofil berupa berbagai jenis brakte yang mengiringi bunga dan sebagai pelindung. Kadang-kadang berwarna cerah serupa mahkota dan kotiledon merupakan daun pertama tumbuh. Daun dibedakan menjadi dua yaitu daun majemuk dan daun
tungga,
pda
daun
majemuk
terdapat
anak
daun
yang
melekat
pada
(Hidayat 1995: 195). 1. WARNA DAUN Awal mula warna daun dilihat dari adanya fungsi daun sebagai alat untuk fotositensis oleh karena itu daun memiliki warna karen ada klorofil untuk menyerap zat fotositensis. Menurut Tjitosopoemo (1990: 48), bahwa walaupun umum, tak jarang kita jumpai daun ada yang berwarna tidak hijau. Seperti warna merah pada daun bunga buntut banjing ( Achalypha wilkesiana), hijau tua daun nyamplung ( Colophllum inophyllum L.,), hijau kekuningan ( Chorchorus capsularis). Perlu dicatat, bahwa dalam menyebut warna daun sangat besar pengaruh perseorangan, mengingat mengenai warna tidak ada ukuran yang objektif. Pada umumnya warna daun pada sisi atas dan bawah berbeda. Perbedaan ini Karen warna hijau lebih banyak berada di atas. 2. PERMUKAAN DAUN Permukaan daun menjadi hal yang dapat menunjukan cirri-ciri tumbuhan biasanya permukaan daun ada alat tambahan seperti sisik, rambut duri dan lain-lain. Ada yang permukaan nya licin pada beringin ( Ficus benjamina L), Gundul pada daun jambu air, Kasap dll
3. BANGUN (BENTUK) DAUN Asal mula bangun daun menggunakan istilah atau kata-kata lazim dipakai utnuk menyatakan benda-benda lain. Misalnya bangun tombak. STUDI BARU TANAMAN BERBIJI DILIHAT DARI FISIOLOGI DAUN
Studi baru dalam bidang Ecology Letters menyingkap dimulainya evolusi yang menyebabkan tanaman berbunga primitif mendapatkan keuntungan kompetitif dibanding spesies lainnya, sehingga mereka dapat mendominasi dalam jumlah besar. Studi yang dipimpin Dr. Tim Brodribb (University of Tasmania) dan Dr. Taylor Field (University of Tennessee) ini menggunakan fisiologi tanaman untuk mengetahui bagaimana tanaman bunga, termasuk tanaman pangan mampu mendominasi bumi dengan mengembangkan sistem hidrolis yang lebih efisien, atau „saluran pipa daun‟, untuk meningkatkan adalah spesies terbesar dan sekelompok tanaman kemampuan fotosintetis. “Tanaman bunga adalah di bumi yang sukses secara ekologi,” kata Brodribb. “Salah satu alasan dominasi dominasi ini adalah karena kapasitas fotosintesis daun yang cukup tinggi, tetapi kapan dan bagaimana dimulainya peningkatan kapasitas fotosintesis ini berkembang menjadi suatu misteri.” Menggunakan pengukuran densitas pembuluh vena daun dan dihubungkan dengan model fotosintesis-hidrolis, Brodribb dan Field merekonstruksi evolusi kapasitas hidrolis daun pada tanaman berbiji. Hasil yang didapatkan adalah transformasi evolusi pompa angiosperm daun mendorong kapasitas fotosintesis ke tingkat yang baru. Alasan suksesnya langkah evolusi ini adalah di bawah kondisi atmosfir CO 2 yang cukup rendah, seperti saat ini, efisiensi pengangkutan air dan hasil fotosintesis ternyata berhubungan dekat. Karena itu adaptasi yang meningkatkan pengangkutan air akan meningkatkan fotosintesis secara maksimal, menggunakan kekuatan evolusi secara luar biasa untuk memenangkan kompetisi spesies. Evolusi densitas vena daun pada tanaman bunga sekitar 140-100 juta tahun lalu adalah suatu proses yang sangat penting bagi berlanjutnya evolusi tanaman bunga. Langkah ini menyediakan „paket stimulus produktivitas zaman Cretaceous‟ yang terus menggema di seluruh biosfir dan memungkinkan tanaman ini memainkan peranan fundamental dalam fungsi biologis dan atmosferik di bumi. “Tanpa sistem hidrolis kami perkirakan fotosintesis daun akan dua kali lebih rendah daripada sekarang,” kesimpulan Brodribb. “Sehingga penting diingat bahwa tanpa langkah evolusi ini tanaman tidak akan mempunyai kapasitas
fisik untuk menghasilkan produktivitas tinggi yang mendukung biologi dunia moderen dan c
peradaban manusia.” (Science Daily/rob) (Anonim , 2011). http://erabaru.net/iptek/55iptek/12923-bagaimana-bunga-berevolusi-mendominasi-bumi AKAR TUMBUHAN BERBIJI
Menurut Suradinata (1998) bahwa fenomena pertama perkembangan awal akar dalam embrio adalah organisasi meristem apeks akar dibawah hipokotil. Setelah biji berkecambah, meristem apeks akar membentuk akar utama. Akar cabang dan akar adventif juga menunjukan menunjukan karakteristik karakteristik susunan sel-sel dalam meristem meristem apeks, kurang lebih sama dengan akar utamanya. Meristem apeks yang mempunyai pemula-pemula bersama secara filogenetik adalah primitif. Analisis asal mula pembentukan jaringan akar berdasarkan perbedaan sel pemula apek ada hubungannya dengan pendekatan yang digunakan oleh Hanstein yang memformulasikan teori histogen. BATANG TUMBUHAN BERBIJI DAN LINGKARAN TAHUN
Menurut Suradianata (1998) bahwa meristem pertama pada batang dibentuk pada saat embrio berkembang. Batas antara kayu yang terbentuk pada permulaan dan pada akhir suatu musim. Melalui lingkaran-lingkaran tahun ini dapat diketahui umur pohon. Apabila pertumbuhan diameter (membesar) terganggu oleh musim kering karena pengguguran daun, ataupun serangga/hama, maka lingkaran tahun dapat terdiri lebih dari satu lingkaran tahun (lingkaran tumbuh) dalam satu musim yang sama. Hal ini disebut lingkaran palsu. Lingkaran tahun dapat mudah dilihat pada beberapa jenis kayu daun lebar. Pada jenis- jenis lain, lingkaran tahun ada kalanya sulit dibedakan terutama di daerah tropic, karena pertumbuhan praktis berlangsung sepanjang tahun.
BUNGA TUMBUHAH BERBIJI
Menurut Hidayat (1995), bahwa meskipun struktur dan ontogeny bunga telah banyak diteliti, hingga saat ini para ahli belum sepakat mengenai konsep bunga. Salah satu sebab adalah kurangnya informasi mengenai fosil bunga. Teori yang biasa dianut dianggap bahwa bunga adalah homolog dengan pucuk vegetative, dan daun bungan homolog dengan daun hijau. Konsep yang juga dianut, yakni bahwa macam daun yang ditemukan pada paku, gymnospermae,
dan
angiospermae
yang
berkembang
dari
system
cabang
telah
memunculkan dugaan bahwa, dalam satu evolusi parallel antara daun dan bagian bunga, pemisahaan nya muncul sebelum bentuk daun muncul. Jika dilihat dari fosil yang terekam dalam lapisan-lapisan sedimen di kerak Bumi, fosil tumbuh-tumbuhan tertua tercatat berusia 425 juta tahun, yang ditunjukkan dengan keberadaan fosil fern, fir, conifer dan beberapa varietas tumbuhan purba yang lain. Sementara di masa 130 juta tahun silam tumbuhan berbunga mulai mewarnai permukaan Bumi. Di antara dua masa itu tidak diketahui secara pasti bagaimana tumbuhan yang lebih tua mampu berevolusi membentuk tumbuhan berbunga. Bapak evolusi Charles Darwin menjumpai fenomena ini sejak abad 19 lalu. Sejak itu berbagai kemungkinan diungkapkan, namun permasalahan ini masih kontroversial hingga sekarang. Di kalangan ilmuwan, fenomena ini dikenal sebagai salah satu misteri Darwin. Di tengah berbagai kemungkinan yang ada, sebuah tim geokimia dari Stanford memasuki lapangan perdebatan ini dengan mengungkapkan bahwa tumbuhan berbunga mulai berevolusi sejak 250 juta tahun yang lalu. Artinya jauh-jauh hari sebelum butiran tepung sari pertama tercetak sebagai fosil. Menurut J. Michael Moldowan, profesor peneliti geologi lingkungan Stanford, penelitian mereka mengindikasikan bahwa tumbuhan berbunga pertama mulai muncul di era Permian dalam masa sekitar 290 - 245 juta tahun yang lalu. Kami mendasarkan penelitian ini pada sebuah senyawa organik yang dinamakan oleanane, yang acap ditemukan pada fosil-fosil tumbuhan ", tambah Moldowan. " Ini merupakan langkah maju. Selama ini kerja para palentolog terbatas pada anatomi tumbuhan purba yang tercetak dalam fosil secara detil, bukan pada molekul pembentuk (oleanane) ", kata Bruce Runnegar, profesor palentologi di University California of Los Angeles. Oleanane merupakan senyawa organik yang diproduksi oleh berbagai macam tumbuhan dan berfungsi sebagai bagian dari mekanisme pertahanan tumbuhan terhadap serangan serangga, jamur dan berbagai aktivitas mikroba lainnya. Namun senyawa ini tidak dijumpai pada beberapa tumbuhan seperti pinus. Kanan : sebuah fosil tumbuhan purba berbunga (kiri) dan tumbuhan berbunga saat ini (sumber : Hanman's Fossils).
Moldowan
dan koleganya mempelajari sedimen-sedimen berumur Permian yang
mengandung sisa-sisa tumbuhan purba yang dikenal sebagai gigantopterids. Dalam lapisan sedimen yang sama pula ditemukan oleanane. Hal ini memperlihatkan bahwa gigantopterids pun memproduksi oleanane, layaknya tumbuhan moderan pada saat ini. Dari sini biolog David W. Taylor dari Indiana University menyimpulkan bahwa tumbuhtumbuhan berbunga telah ada jauh lebih awal. Penemuan ini cukup penting karena dalam waktu yang belum lama juga di daratan Cina ditemukan fosil gigantopterids yang lengkap dengan daun dan batangnya, yang sangat mirip jika dibandingkan dengan tumbuhan berbunga modern, lanjut Taylor. Taylor memperkirakan bahwa gigantopterids dan tumbuhan berbunga mulai berevolusi dari tumbuhan yang lebih tua secara bersama-sama semenjak 250 juta tahun yang lalu. Kini penemuan ini i ni sedang memasuki lapangan perdebatan ilmiah yang sesungguhnya. Namun di samping itu, Moldowan dan rekan-rekannya mencatatkan diri bahwa oleanane dapatlah dijadikan sebagai fosil kimiawi yang penting untuk mempelajari sejarah kehidupan di muka Bumi. DAFTAR PUSTAKA
Hidayat, E. 1995. Anatomi Tumbuhan Berbiji. Bandung: ITB. Suradinata, T S. Struktur Tumbuhan. Bandung: PT Angkasa. Tjitrosoepoemo, G. 1990. Morfologi Tumbuhan. Yoyakarta: UGM.
TUGAS EVOLUSI TUMBUHAN BERBIJI (SPERMATOPHYTA)
OLEH
NAMA NIM
: FITRALIA ELYZA : 08081004005
DOSEN PENGAJAR Drs. EP Sagala, M.Si
JURUSAN BIOLOGI FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SRIWIJAYA
2011
