FISIOLOGI TUMBUHAN - SB-141501
STOMATA
Alif Tian Edo P Suci Mifta Widiarini Irma Atikasari Andina Wiwaswati H Rizky Giovani Abadhaniar Ilham Ramadhan Izza Nur Laily
1513100010 1514100010 1514100009 1514100012 1514100046 1514100056 1514100075
Dosen Pengampu: Dini Emavitalini, S.Si, M.Si
Asisten Praktikum: Indah Budi Asih
JURUSAN BIOLOGI FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA 2015
STOMATA Abstrak Daun merupakan organ tumbuhan yang berfungsi sebagai tempat berlangsungnya fotosintesis. Proses pertukaran gas berlangsung pada stomata. Stomata merupakan celah epidermis yang dibatasi oleh sel penjaga dan sel penutup. Salah satu faktor yang dapat mempengaruhi buka tutup stomata adalah perubahan tekanan turgor yang terjadi pada sel penjaga. Tujuan dari praktikum ini adalah mengetahui pengaruh tekanan turgor terhadap mekanisme membuka dan menutupnya stomata. Metode yang digunakan yaitu menggunakan sayatan daun Rhoeo discolor dan dilihat perbedaan keadaan stomata saat ditetesi akuades dan ketika ditetesi larutan gula 50%. Hasil dari praktikum menunjukkan bahwa pada preparat yang ditetesi akuades, banyak stomata yang terbuka dibandingkan dengan keadaan stomata saat ditetesi larutan gula 50% menunjukkan banyak stomata yang terutup. Kata kunci: Hipertonis, Isotonis, Stomata, Rhoeo discolor, Turgor
ii
KATA PENGANTAR Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas berkat dan hikmat yang diberikan, penulis dapat menyelesaikan laporan praktikum dengan judul “Stomata” sebagai salah satu syarat kelulusan mata kuliah Fisiologi Tumbuhan pada Jurusan Biologi, Fakutas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya. Penulis mendapatkan banyak sekali bantuan berbagai pihak dalam menyelesaikan laporan Praktikum ini. Atas berbagai bantuan dan dukungan tersebut, pada kesempatan ini penulis menghaturkan ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada: 1. Allah SWT, Tuhan sekaligus Pengatur Kehidupan yang telah memberikan kesempatan bagi penulis untuk menyelesaikan laporan Praktikum hingga selesai. 2. Kedua Orang Tua, yang tak henti-hentinya memberikan semangat dan kasih sayang yang luar biasa kepada penulis 3. Dosen Pengampu, Praktikum Ibu Dini Emavitalini, S.Si, M.Si. dan Indah Budi Asih selaku asisten praktikum yang tidak kenal lelah memberikan ilmu dan waktu dalam proses praktikum. Surabaya, 28 Oktober 2016
Penyusun iii
DAFTAR ISI Abstrak ......................................................................................... Err or! Bookmark not defined. Kata Pengantar ................................................................ iii DAFTAR TABEL ........................................................... vi DAFTAR GAMBAR ...................................................... vii DAFTAR LAMPIRAN ................................................... viii BAB I PENDAHULUAN ............................................... 1 1.1. Latar Belakang ....................................................... 1 1.2 Rumusan Masalah .................................................. 2 1.3 Tujuan..................................................................... 2 1.4 Manfaat................................................................... 2 BAB II TINJAUAN PUSTAKA ..................................... 3 2.1 Morfologi, Fisiologi dan Taksonomi Tumbuhan Rhoeo discolor........................................................ 3 2.2 Pengertian dan Fungsi Stomata ............................. 4 2.3 Tipe Stomata .......................................................... 6 2.4 Mekanisme Membuka dan Menutupnya Stomata .. 10 2.5 Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Mekanisme Buka Tutup Stomata ............................................... 12 BAB III METODOLOGI ................................................ 14 3.1. Waktu dan Tempat ................................................. 14 iv
3.2. Alat, Bahan, dan Cara Kerja................................... 14 3.2.1 Alat dan Bahan ............................................... 14 3.2.2 Cara Kerja ...................................................... 14 BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN 15 4.1 Analisis Data ............................................................. 15 4.2.1Stomata Rhoeo discolor ................................. 17 4.2.2 Faktor yang Mempengaruhi .......................... 18 4.3 Mekanisme Buka Tutup Stomata .............................. 19 4.4 Faktor Tekanan Turgor.............................................. 20 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN .......................... 22 5.1. Kesimpulan............................................................. 22 5.2. Saran ....................................................................... 22 DAFTAR PUSTAKA ..................................................... 23 LAMPIRAN .................................................................... 28
v
DAFTAR TABEL Tabel 1. Hasil Pengamatan Stomata Rhoeo discolor ...... 16
vi
DAFTAR GAMBAR Gambar 1. Rhoeo discolor ............................................... 4 Gambar 2. Tipe stomata parasitik dan aktinositik ........... 7 Gambar 3. Tipe stomata anisositik, diasitik dan anomositik ..................................................... 7 Gambar 4. Tipe stomata Famili Zingiberaceae ............... 8 Gambar 5. Tipe stomata Famili Pandanaceae ................. 9 Gambar 6. Tipe stomata Famili Ponteridaceae ............... 9 Gambar 7. Tipe stomata Famili Liliales .......................... 10 Gambar 8. Mekanisme buka tutup stomata ..................... 10 Gambar 9. Stomata perlakuan akuades ........................... 16 Gambar 10. Stomata perlakuan larutan gula 50% ........... 17
vii
DAFTAR LAMPIRAN Lampiran 1. Foto Alat dan Bahan ................................... 28 Lampiran 2. Foto Perlakuan Stomata .............................. 29
viii
1 BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Daun merupakan organ tubuh tanaman yang penting, karena daun merupakan tempat utama berlangsungnya proses fotosintesis (Khoiroh et al. 2014). Proses fotosisntesis membutuhkan CO2 sebagai bahan bakar sehingga tanaman membutuhkan suatu struktur yang dapat melakukan pertukaran CO2 di udara, yaitu stomata. Stomata berasal dari bahasa Yunani, yaitu stoma (jamak: stomata) yang merupakan celah dalam epidermis yang dibatasi oleh dua sel epidermis khusus, yakni sel penjaga dan sel penutup (Rompas, 2011). Stomata berfungsi untuk menjalankan proses laju transpirasi, asimilasi, dan respirasi. Terjadinya pembukaan stomata akibat adanya tekanan turgor dari kedua sel penjaga yang mengalami peningkatan, sehingga menyebabkan air masuk kedalam sel penjaga (Lakitan, 1993). Stomata memiliki beberapa tipe yang dapat mempengaruhi terjadinya proses transpirasi ataupun proses keluar masuknya gas ataupun air dari lingkungan ke dalam sel (Khoiroh et al. 2014). Beberapa tipe stomata jika dibedakan berdasarkan bentuk sel tetangganya, yaitu anomositik, anisositik, diasitik, parasitik, aktinositik, dan siklositik. Sedangkan jika dibedakan berdasarkan letak penebalan pada sel penutupnya dibagi menjadi beberapa jenis, yaitu tipe Amaryllidaceae, helleborus, dan graminea (Haryanti dan Meirina, 2011).
2 Stomata dapat membuka dan menutup dikarenakan faktor dari internal maupun eksternal yang berkaitan dengan proses metabolisme tumbuhan yaitu transpirasi dan fotosintesis. Salah satu faktor tersebut adalah tekanan turgor sel penjaga yang fungsi utamanya yaitu mempertahankan air dan keseimbangan karbon dioksida. Hal inilah yang menjadi latar belakang pada praktikum ini. Pembukaan stomata dipacu dengan pemberian akuades steril ke dalam sayatan daun Rhoeo discolor di bagian abaksial, sedangkan penutupan stomata dipacu dengan pemberian larutan gula 50%. 1.2. Rumusan Permasalahan Permasalahan yang dibahas kali ini adalah : 1. Apakah tekanan turgor dapat mempengaruhi mekanisme buka-tutupnya stomata? 2. Apakah tipe stomata pada daun Rhoeo discolor? 1.3. Tujuan Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh tekanan turgor terhadap membuka dan menutupnya stomata. 1.4. Manfaat Manfaat dari praktikum ini adalah: 1. Mengetahui faktor-faktor yang mempengaruhi membuka dan menutupnya stomata terutama yang disebabkan oleh tekanan turgor. 2. Mengetahui tipe stomata pada daun Rhoeo discolor
3 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Morfologi, Fisiologi dan Taksonomi Tumbuhan Rhoeo discolor Rhoeo discolor merupakan tanaman herba dengan batang yang besar namun pendek dengan daun yang tersusun melingkar, berbentuk lancelot berujung lancip, melebar, dimana permukaan dorsal berwarna hijau sedangkan permukaan ventral berwarna ungu yang disebabkan oleh kekurangan krolofil serta adanya pigmen antosianin (Abdul, 2008; Rahman, et al. 2015; Tjitrosoepomo, 2010). Perbedaan warna pada daun tersebut membuat tanaman ini tergolong ke dalam tanaman hias varigata. Varigata adalah daerah dalam daun atau batang yang memiliki warna yang berbeda dengan bagian lainnya (Tjitosoepomo, 2010). Daunnya berjumlah 30-45 helai berukuran panjang 4-6 cm (Rahman, et al. 2015), dan merupakan daun tidak lengkap, dimana hanya terdiri atas helaian daun (lamina) saja yang duduk memeluk batang pada bagian pangkal daunnya. Jenis daunnya hipsofil (hypsophyllum) atau brachte yakni daun terletak pada dasar perbungaan dengan ukuran dan bentuk yang berbeda dengan daun yang lain (Taiz dan Zeiger, 2002). Tanaman ini merupakan tanaman perennial dengan habitat di tanah kering atau kebun (Rahman, et al. 2015). Di beberapa Negara, tanaman ini digunakan sebagai obat, contohnya di Thailand digunakan untuk mengobati demam, batuk, dan bronchitis serta dilaporkan mengandung senyawa
4 anti-mikroba, anti inflamasi, anti kanker dan juga untuk insektisida (Sriwanthana, et al. 2007). Di Indonesia sendiri tanaman ini dibuktikan memiliki anti mikobakteri yang dapat mengatasi Mycobacterium tuberculosis tipe MDR (multi-drug resistance) (Radji, et al. 2015). Berikut ini merupakan taksonomi dari Rhoeo discolor: Kingdom : Plantae Divisio : Magnoliophyta Classis : Liliopsida Subclassis : Commeliniidae Ordo : Commelinales Famili : Commelinaceae Genus : Rhoeo Species : Rhoeo discolor (Tantiado, 2012)
Gambar 1. Rhoeo discolor (Tantiado, 2015) 2.2 Pengertian dan Fungsi Stomata Stomata berasal dari bahasa Yunani „stoma‟ (jamak: stomata), yang merupakan celah dalam epidermis yang dibatasi oleh dua sel epidermis yang khusus, yaitu sel
5 penjaga atau sel penutup (Rahayu, et al. 2015). Di dekat sel penutup terdapat sel-sel tetangga yang mengelilinginya. Sel penutup dapat membuka dan menutup sesuai dengan kebutuhan tanaman akan transpirasinya, sedangkan sel-sel tetangga turut serta dalam perubahan osmotik yang berhubungan dengan pergerakan sel – sel penutup (Haryanti, 2010). Stomata biasanya ditemukan pada bagian tumbuhan yang berhubungan dengan udara terutama di daun (Rahayu, et al. 2015) dan umumnya terdapat pada permukaan abaksial (daun hipostomatus) dimana frekuensi stomata lebih melimpah (Xuan, et al. 2011), tetapi ada beberapa spesies tumbuhan dengan stomata pada permukaan atas dan bawah daun (Rahayu, et al. 2015). Daun amfistomatus (stomata terdapat pada kedua sisi daun) banyak dijumpai pada tanaman-tanaman di lingkungan yang gersang, sedangkan daun hipostomatus biasanya banyak terdapat di tanaman dengan habitat mesofitik. Selain itu juga ada daun epistomatus yang hanya memiliki stomata di bagian adaksial meskipun jumlahnya sedikit di alam, contohnya di tanaman yang mengambang seperti lili air (Camargo, et al. 2011). Stomata berperan penting bagi kehidupan tumbuhan, karena pori stomata merupakan tempat terjadinya pertukaran gas dan air antara atmosfer dengan sistem ruang antar sel yang berada pada jaringan mesofil di bawah epidermis (Rahayu, et al. 2015). Selain itu, stomata berperan dalam difusi CO2 pada proses fotosintesis dan sebagai pintu keluarnya cairan dari sel dalam proses transpirasi. Adanya faktor-faktor dari dalam tumbuhan menyebabkan
6 penyerapan air hampir setara dengan transpirasi bila penyediaan air cukup. Hal ini terjadi karena adanya transpirasi potensial osmotik sel-sel mesofil daun naik menyebabkan terbentuknya daya isap daun sebagai akibat kohesi yang diteruskan lewat sistem hidrostastik pada xilem (Khoiroh, et al. 2014). 2.3 Tipe Stomata Bentuk atau tipe stomata dibedakan menjadi 4 berdasarkan sel epidermis yang berdekatan dengan sel tetangga, yaitu anomositik, anisositik, parasitik, dan diasitik (Rahayu, et al. 2015). Berikut perbedaan pada masingmasing stomata tersebut (Haryanti, 2010). Anomositik, yaitu sel penutup dikelilingi oleh sejumlah sel tertentu yang tidak berbeda dengan epidermis lain dalam bentuk maupun ukurannya, seperti terdapat pada Cucurbitae. Anisositik/Cruciferous, yaitu setiap sel penutup dikelilingi oleh 3 sel tetangga yang ukurannya tidak sama, contohnya pada Cruciferae. Parasitik/rubiaceous, yaitu tiap sel penjaga bergabung dengan satu atau lebih sel tetangga, sumbu membujurnya sejajar dengan sumbu sel tetangga dan apertur, terdapat pada Rubiaceae dan Magnoliaceae. Diasitik/caryophyllaceus, yaitu tiap sel penutup dikelilingi oleh dua sel tetangga dengan dinding sel yang membentuk sudut siku siku terhadap sumbu membujur stoma, terdapat pada Caryophyllaceae dan Acanthaceae. Aktinositik, yaitu setiap sel penutup dikelilingi oleh sel tetangga yang menyebar dalam radius, seperti lingkaran.
7
Gambar 2. Tipe stomata parasitik (kiri) (Saadu, et al. 2009) dan aktinositik (kanan) (Abdulrahaman, et al. 2011)
Gambar 3. Tipe stomata anisositik (kiri) dan diasitik (tengah) (Abdulrahaman, et al. 2011) dan anomositik (kanan) (Obembe, 2015) Sedangkan jika dibedakan berdasarkan letak sel penutupnya, dibagi menjadi 2, yaitu stomata phanerophore dan kriptophore yang dibedakan sebagai berikut (Mulyani, 2006). Stomata phanerophore, yaitu stomata yang sel-sel penutupnya terletak pada permukaan daun, seperti pada tumbuh-tumbuhan hidrofit. Stoma yang letaknya dipermukaan daun ini dapat menimbulkan banyaknya pengeluaran secara mudah dan selain itu epidermisnya tidak mempunyai lapisan kutikula. Stomata kriptophore, yaitu stomata yang sel penutupnya berada jauh di permukaan daun, biasanya terdapat pada tumbuhan yang hidup di daerah kering yang dapat
8 langsung menerima radiasi matahari. Dengan demikian fungsinya untuk mengurangi penguapan yang berlebihan, membantu fungsi epidermis, mempunyai lapisan kutikula yang tebal serta rambut-rambut. Stomata jenis ini biasanya sering terdapat pada tumbuhan golongan kaktus. Berdasarkan hubungan ontogeni antarasel penutup dan sel tetangga, stomata dapat dibedakan menjadi 3 macam menurut Mulyani (2006), yaitu Stomata mesogen, sel tetangga yang mempunyai asalusul sama dengan sel penutup. Stomata perigen, sel tetangga yang berkembang dari sel protoderm yang berdekatan dengan sel induk stomata. Stomata mesoperigen, sel disekeliling stomata, yaitu satu atau lebih sel tetangga yang mempunyai asal-usul yang sama dengan sel penutup, sedangkan sel yang lain tidak. Berbeda dengan dikotil, menurut Mulyani (2006) pada tanaman monokotil stomata dibagi menjadi 4 macam, yaitu Sel penutup dikelilingi oleh 4 sampai 6 sel tetangga. Tipe ini biasa terdapat pada Araceae, Musaceae, Cannaceae, dan Zingiberaceae.
Gambar 4. Tipe stomata Famili Zingiberaceae (Jadhao, et al. 2015)
9 Sel penutup dikelilingi oleh 4 sampai 6 sel tetangga, 2 diantaranya berbentuk bulat dan lebih kecil dari yang lain, terletak pada ujung sel penutup. Tipe ini terdapat pada spesies dari Palmae, Pandanaceae, dan Cyclanthaceae.
Gambar 5. Tipe stomata Famili Pandanaceae (Rahayu, et al. 2011) Sel penutup didampingi oleh 2 sel tetangga. Tipe ini terdapat pada Pontederiaceae, Flagellariaceae, Butomales, Alismatales, Cyperales.
Gambar 6. Tipe stomata Famili Ponteridaceae (Qaisar, et al. 2005) Sel penutup tidak mempunyai sel tetangga. Tipe ini terdapat pada Liliales (kecuali Pontederiaceae), Dioscorales, Amaryllidales, Iridales, dan Orchidales
10
Gambar 7. Tipe stomata Famili Liliales (Obembe, 2015) 2.4 Mekanisme Membuka dan Menutupnya Stomata Pembukaan stomata berkaitan dengan proses metabolisme tumbuhan yaitu transpirasi dan fotosintesis pada pagi hari stomata akan mulai membuka lebar dan stomata menutup karena tingginya intensitas cahaya dan temperatur serta penguapan air yang berlebihan yang biasanya terjadi pada siang hari (Fatonah, et al., 2013). Stomata dibatasi oleh adanya sel penjaga atau sel penutup (Rahayu, et al. 2015).Sel penutup adalah serat halus selulosa pada dinding selnya yang tersusun melingkar. Pola susunan ini dikenal sebagai miselasi radial. Karena serat selulosa ini relatif tidak elastis, maka jika sel penutup menyerap air mengakibatkan diameter tidak membesar melainkan memanjang, sehingga sel penutup akan melengkung ke arah luar dan terbukalah porus atau celah stomata. Ketika sel penutup mengambil air melalui osmosis, sel penutup akan membengkak dan semakin dalam keadaan turgid. Perubahan tekanan turgor yang menyebabkan pembukaan dan penutupan stomata terutama disebabkan oleh pengambilan dan kehilangan ion kalium (K) secara reversibel oleh sel penutup (Haryanti dan Meirina, 2011) Sel penutup mengontrol diameter stomata dengan cara mengubah bentuk yang akan melebarkan dan menyempitkan celah di antara kedua sel tersebut. Ketika sel penutup mengambil air melalui osmosis, sel penutup akan membengkak dan semakin dalam keadaan turgid. Perubahan
11 tekanan turgor yang menyebabkan pembukaan dan penutupan stomata terutama disebabkan oleh pengambilan dan kehilangan ion kalium (K) secara reversibel oleh sel penutup (Campbell et al, 2003). Selain itu, stomata akan terbuka saat pompa H+-ATPase mengeluarkan H+ dari sel penjaga. Di sel penjaga, aktivitas H+-ATPase diregulasi positif oleh cahaya dan auksin sedangkan Ca2+ dan ABA sebagai regulator negatif. Pengeluaran H+ menghiperpolarisasi membrane plasma dan menyebabkan penyerapan K+ melalui potassium channel. Penyerapan K+ melalui potassium channel menyebabkan asidifikasi pada apoplas dan membuat sel penjaga kehilangan H+. Senyawa anionik yaitu malat yang dipecah dari pati mentranspor NO3-, sedangkan ion Cl- berfungsi sebagai sintesis gula. Ion-ion dan air yang ditransportasikan melalui aquaporin menuju sel penjaga dan menyebabkan turgor sehingga membuat stomata terbuka. Pada saat stomata tertutup, inhibisi H+-ATPase dan aktivasi channel anion menyebabkan depolarisasi membran. Channel anion seperti rapid channel (R-type) dan slow channel (S-type) memfasilitasi pengeluaran malat2-, Cl- dan NO3-. Pada waktu yang sama terjadi pengeluaran K+ dan mengaktifkan depolarisasi membran. Penurunan malat2- di sel penjaga juga dipengaruhi oleh konversi glukoneogenik malat menjadi pati. Pada stomata yang tertutup juga terjadi peningkatan konsentrasi Ca2+ dan menyebabkan pelepasan Ca2+ melalui channel di membran plasma dan tonoplas. Kehilangan larutan di sel penjaga menyebabkan tekanan turgor menurun dan stomata menutup (Golec dan Szarejko, 2013).
12
Gambar 8. Mekanisme buka tutup stomata (Golec dan Szarejko, 2013). 2.5 Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Mekanisme Buka Tutup Stomata Terdapat beberapa faktor yang mempengaruhi mekanisme buka tutup stomata. Membuka dan menutupnya stomata dipengaruhi beberapa faktor yaitu faktor internal dan eksternal. Faktor internal yaitu adanya jam biologis dari stomata yang akan membuka pada pagi hari karena menyerap ion, sedangkan malam hari terjadi pembebasan ion yang menyebabkan stomata menutup sedangkan faktor eksternal karena intensitas cahaya matahari, suhu, konsentrasi CO2 dan asam absisat (ABA) (Haryanti et al., 2009). Cahaya matahari akan merangsang sel penutup menyerap ion K+ dan air sehingga stomata membuka pada pgi hari. Stomata akan menutup apabila intensitas cahaya dan temperatur serta penguapan air terjadi secara berlebihan (Fatonah, et al., 2013). Cahaya matahari merangsang sel penutup menyerap ion K+ dan air sehingga stomata membuka pada pagi hari. Suhu dapat mempengaruhi karena pada pagi hari suhu lingkungan masih seimbang dengan
13 suhu tubuh tanaman, sehingga penguapan air tanaman masih terkontrol. Sedangkan pada siang hari suhu tersebut sudah mulai naik sementara suhu tanaman masih rendah, oleh karena itu tanaman harus mengurangi penguapannya (transpirasi), sehingga porus stomata mulai menyempit secara perlahan. Sedangkan pengaruh konsentrasi CO2 yang rendah di dalam daun juga menyebabkan stomata membuka Pada pengaruh hormon, saat daun tanaman mengalami kekurangan air, ABA di dalam jaringan meningkat. Jika daun mengering normal, secara perlahan-lahan ABA meningkat sebelum akhirnya stomata menutup. Penutupan ini diduga karena responnya terhadap rawan air melalui peranan ABA (Salisbury dan Ross, 1995).
14 BAB III METODOLOGI 3.1. Waktu dan Tempat Penelitian Praktikum ini dilaksanakan pada hari Selasa, 25 Oktober 2016 pukul 08.00-11.00 bertempat di Laboratorium Sains dan Rekayasa Tumbuhan Jurusan Biologi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya. 3.2. Alat, Bahan, dan Cara Kerja 3.2.1 Alat dan Bahan Alat yang digunakan dalam praktikum ini yaitu mikroskop, kaca preparat, kaca penutup, silet. Bahan yang digunakan dalam praktikum yaitu daun Rhoeo discolor, akuades, dan larutan gula 50% (50 gram gula dan 100 ml air). 3.2.2 Cara Kerja Cara kerja yang dilakukan dalam praktikum yaitu menyiapkan alat dan bahan yang dibutuhkan. Setelah itu, membuat sayatan melintang pada daun Rhoeo discolor dan diletakkan pada kaca preparat kemudian ditetesi air lalu ditutup dengan kaca penutup. Preparat diamati di bawah mikroskop untuk melihat apakah stomata terbuka atau tertutup. Diteteskan larutan gula 50% pada objek yang diamati dengan cara diteteskan pada sisi gelas penutup lalu diamati perubahan stomata yang terjadi.
15 BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN 4.1.Analisis Data Praktikum ini dilakukan dengan dua perlakuan yaitu perlakuan pertama diteteskan dengan aquades dan perlakuan kedua dilakukan dengan diteteskan larutan gula 50%. Pertama dibuat preparat sayatan melintang daun R. discolor pada bagian basal daun yang bewarna ungu. Sayatan tipis dari daun R. discolor diletakkan pada gelas objek, kemudian diteteskan dengan aquades dan ditutup dengan gelas penutup lalu diamati dibawah mikroskop bentuk stomatanya dan jumlah stomata yang membuka dan menutup. Untuk perlakuan kedua sama seperti perlakuan pertama, akan tetapi diteteskan larutan gula 50% dengan catatan menggunakan preparat yang sama. Hasil yang diperoleh yaitu pada perlakuan pertama didapatkan stomata dari Rhoeo discolor sebanyak 17 yang merupakan stomata dalam bentuk membuka, sedangkan stomata menutupnya tidak ditemukan. Pada perlakuan pertama ini dapat diamati bentuk dari stomata yang ada, yaitu sel penjaganya tampak turgid setelah diteteskan dengan aquades. Sedangkan pada perlakuan kedua didapatkan hasil yaitu jumlah stomatanya 17, dan terjadi perubahan karena perlakuan dari penetesan larutan gula 50% yaitu stomata terbukanya menjadi 4, dan stomata menutupnya menjadi 13.
16
No 1.
Tabel 1. Hasil Pengamatan Stomata R. discolor Foto Pengamatan Keterangan a.stomata membuka Jumlah stomata membuka 17. Sel penjaga tampak turgid.
a
Gambar 9. Stomata perlakuan aquades
dengan
(Dokumentasi pribadi, 2016) 2.
a.stomata menutup Jumlah stomata membuka 4, jumlah stomata menutup 13. Sel sel penjaga tampak flacid.
17
a
Gambar 10. Stomata dengan perlakuan larutan gula 50% (Dokumentasi pribadi, 2016)
Pada sel penjaga dengan perlakuan larutan gula 50% dapat terlihat bahwa warnanya sedikit menghitam. Perubahan warna ini menjelaskan bahwa ada respon dari tekanan turgor pada sel penjaga akibat perubahan tekanan air diatas daun Rhoeo discolor yang menghitam (Eamus et al., 2008). Hal ini juga membuktikan bahwa praktikum yang telah dilaksanakan sesuai dengan literatur Eamus et al., (2008). 4.2.1
Stomata Rhoeo discolor Pada praktikum ini tumbuhan yang digunakan adalah Rhoeo discolor karena tumbuhan ini banyak ditemukan disekitar kampus ITS Surabaya. Selain itu menurut Eamus et al. (2008) yang menyatakan bahwa untuk percobaan tekanan turgor pada sel penjaga oleh perubahan tekanan air diatas daun dapat digunakan Rhoeo discolor. Selain itu kelebihan menggunakan tumbuhan ini ialah dari ukuran stomatanya yang besar dan telah banyak digunakan pada penelitian yang terdahulu (Eamus et al., 2008).
18 Pada tabel dapat dilihat bahwa bentuk stomata dari Rhoeo discolor ini tampak seperti memiliki 2 sel penjaga yang sejajar dengan sel penutupnya. Dari hal ini dapat disimpulkan bahwa tipe stomata dari tumbuhan ini adalah parasitik. Tipe stomata parasitik menurut Mulyani (2006) yaitu berupa setiap sel penutup didampingi oleh satu atau lebih sel tetangga yang letaknya sejajar dengan stomata. Stomata tipe parasitik adalah jenis yang paling umum terlihat namun ukuran dan jenis stomata bervariasi sesuai dengan organ atau bagian yang ada stomanya. Stomata pada lamina dan epikarp disusun secara acak, serta tersusun paralel pada jaringan vaskular (Sreelakshmi et al., 2014). 4.2.2 Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Buka Tutup Stomata Pada pratikum yang telah dilaksanakan didapatkan stomata yang membuka dan stomata yang menutup. Untuk itu perlu diketahui bahwa proses membuka dan menutupnya stomata pada tumbuhan dapat terjadi karena beberapa faktor. Daun dari Rhoeo discolor diambil sebelum praktikum ini dilaksanakan, yaitu sekitar pukul 08.00 WIB. Alhasil pada pengamatan stomata pertama kali yaitu tanpa perlakuan larutan gula 50% ditemukan banyak stomata yang membuka. Menurut Haryanti dan Meirina (2009) yang menyatakan bahwa membuka dan menutupya stomata juga dipengaruhi oleh 2 faktor yaitu: a. faktor eksternal: intensitas cahaya, konsentrasi CO2 dan asam absisat (ABA). Cahaya matahari merangsang sel penjaga menyerap ion K+ dan air sehingga stomata membuka pada pagi hari. Konsentrasi CO2 yang rendah di dalam daun juga menyebabkan stomata membuka.
19 b. faktor internal: jam biologis yang memicu serapan ion pada pagi hari sehingga stomata membuka, sedangkan pada malam hari terjadi pembebasan ion yang menyebabkan stomata menutup (Haryanti dan Meirina, 2009). Faktor lain yang memacu penutupan stomata adalah transpirasi pada pori-pori dalam jarak sampai dengan 0,5 mm, sehingga terjadi koordinasi perpindahan spasial (Hetheringon dan Woodward, 2012). 4.3 Mekanisme Buka Tutup Stomata Hasil pengamatan yang diperoleh pada perlakuan pertama dengan terbukanya seluruh stomata menunjukkan bahwa akuades memasuki ruang intersel sehingga membuat sel penutup pada stomata menggembung. Sesuai dengan literatur, sel penutup mengontrol diameter stomata dengan cara mengubah bentuk yang akan melebarkan dan menyempitkan celah di antara kedua sel tersebut. Ketika sel penutup mengambil air melalui osmosis, sel penutup akan membengkak dan semakin dalam keadaan turgid. Perubahan tekanan turgor yang menyebabkan pembukaan dan penutupan stomata terutama disebabkan oleh pengambilan dan kehilangan ion kalium (K+) secara reversibel oleh sel penutup (Campbell et al, 2003). Pada hasil perlakuan kedua, dari keseluruhan stomata yang membuka, sebanyak tiga belas diantaranya menjadi tertutup saat aquades diganti dengan larutan gula 50%. Hal ini mengindikasikan bahwa larutan gula 50% memiliki konsentrasi yang lebih tinggi dibandingkan cairan intersel sehingga menyebabkan cairan di dalam sel menjadi hipotonis dan di luar sel menjadi hipertonis. Hal ini
20 membuat air menjadi keluar. Keluarnya air tersebut membuat sel penjaga menjadi flasid yang kemudian menutup (Syarif, 2009). Sesuai dengan literatur, pergerakan air dari satu sel ke sel lainnya akan selalu dari sel yang mempunyai potensi air lebih tinggi ke sel ke potensi air lebih rendah. Tinggi rendahnya potensi air sel akan tergantung pada jumlah bahan yang terlarut (solute) didalam cairan sel tersebut. Semakin banyak bahan yang terlarut maka potensi osmotik sel akan semakin rendah (Lakitan, 2004). Pergerakan pori stomata disebabkan oleh perubahan pada volume sel penjaga yang diatur oleh keluar masuknya ion K+ dan ion-ion lain dari dan ke sel penjaga selama proses pembukaan dan penutupan stomata (Willmer dan Fricker, 2000). 4.4 Pengaruh Tekanan Turgor Tekanan turgor sangat mempengaruhi membuka dan menutupnya stomata. Berdasarkan hasil praktikum yang diperoleh, terjadi peningkatan tekanan turgor sel penjaga akibat masuknya aquades ke intersel. Sesuai dengan literatur, menurut Salisbury dan Ross (1995) juga menyatakan bahwa adanya air akan meningkatkan turgor dinding sel yang mengakibatkan dinding sel mengalami peregangan sehingga ikatan antara dinding sel melemah. Stomata akan membuka jika tekanan turgor kedua sel penjaga meningkat. Peningkatan tekanan turgor sel penjaga disebabkan oleh masuknya air ke dalam sel penjaga. Proses masuknya air tersebut berasal dari tekanan tinggi ke daerah bertekanan rendah. Tinggi rendahnya potensial air ini bergantung pada jumlah bahan yang terlarut
21 (solute) di dalam cairan sel. Semakin banyak jumlah bahan yang terlarut maka potensial osmotik sel akan semakin rendah. Semakin rendah potensial osmotik sel maka semakin rendah pula turgiditas sel. Jika sel bersifat flacid (kendor), stomata akan menutup (Lakitan, 2004).
22 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan Berdasarkan praktikum yang telah dilakukan dapat disimpulkan bahwa tekanan turgor mempengaruhi terjadinya buka tutup stomata. Saat stomata diberi akuades terlihat bahwa banyak stomata terbuka akibat naiknya tekanan turgor pada sel karena masuknya air ke sel penjaga, sedangkan saat stomata diberi larutan gula tekanan turgor menurun dan menyebabkan stomata dalam keadaan flaccid sehingga stomata tertutup. 5.2 Saran Saran untuk praktikum selanjutnya yaitu pengambilan daun dilakukan pada jam biologis stomata. Sayatan diharapkan lebih tipis agar stomata dapat terlihat dengan jelas.
23 DAFTAR PUSTAKA
Abdul Kadir. 2008. Tanaman Hias Bernuansa Varigata. Yogyakarta: Lily Publisher Abdulrahaman, A. A., Oyedotun, R. A., Oladele, F. A. 2011. Diagnostic Significance of Leaf Epidermal Features in the Family Cucurbitaceae. Insight Botany Vol. 1 (2): 22-27 Camargo, M. A. B., Marenco, R. A. 2011. Density, Size and Distribution of Stomata in 35 Rainforest Tree Species in Central Amazonia. Acta Amazonica. Vol. 41 (2): 205-212 Campbell, Reece. 2003. Biologi. Jakarta: Penerbit Erlangga Eamus, D., Taylor, D.T., Macinnis, C.M.O., Shanahan, S., Silvi, L.D. 2008. Comparing Model Predictions and Experimental Data for the Response of Stomatal Conductance and Guard Cell Turgor to Manipulations of Curticular Conductance, leaf-to-air vapour Pressure Difference and Temperature: Feedback mechanisms are able to account for all observations. Plant, Cell and Environment. Vol 31:269-277 Fatonah,S, Asih, D, Mulyanti, D, Irian,D. 2013. Penentuan Waktu Pembukaan Stomata Pada Gulma Melastoma malabathricum L. Di Perkebunan Gambir Kampar, Riau. Biospecies Vol. 6 (2): 15-22
24 Golec, A.D and I. Szarejko. 2013. Open or Close The gateStomata Action Under The Control of Phytohomones in Drought Stress Condition. Frontiers in Plant Cell. Vol. 4 (138): 1-16 Haryanti S., Meirina T. 2009. Optimalisasi Pembukaan Porus Stomata Daun Kedelai (Glycine max (L) merril) Pada Pagi Hari dan Sore. BIOMA. Vol. 11. No. 1. Hal. 18-23 Haryanti, S. 2010. Jumlah dan Distribusi Stomata pada Daun Beberapa Spesies Tanaman. Buletin Anatomi dan Fisiologi. Vol. 18 (2): 21-28 Hetheringon, A., dan Woodward, I. 2012. Stomata. Lancaster: New Phytologist Jadhao, A. S., Bhuktar, A. S. 2015. Anatomical Studies of Curcuma decipiens Dalz. (ZIngiberaceae) from Maharashtra State (India). Journal of Global Biosciences Vol. 4 (1): 1258-1261 Khoiroh Y., Harijati N.,, Mastuti R. 2014. Pertumbuhan Serta Hubungan Kerapatan Stomata Dan Berat Umbi Pada Amorphophallus muelleri Blume Dan Amorphophallus variabilis Blume. Jurnal Biotropika. Vol. 2(5) Lakitan, B. 2004. Dasar-Dasar Jakarta: Grafindo Persada
Fisiologi Tumbuhan.
Mulyani, Sri. 2006. Anatomi Tumbuhan. Yogyakarta: Kanisius.
25 Obembe, O. A. 2015. Structural Diversity of Stomata in Some Monocotyledonous Weeds. World Journal of Science and Technology Research Vol. 3 (1): 23293837 Qaisar, M., Ping, Z., Rehan, S. M., Ejaz ul, I., Rashid, A. M., Yousaf, H. 2005. Anatomical Studies on Water Hyacinth (Eichornia crassipes (Mart.) Solms) Under the Influence of Textile Wastewater. Journal of Zhejiang University Science Vol. 6B (10): 991-998 Radji, M., Kurniati, M., Kiranasari, A. 2015. Comparative Antimycobacterial Activity of some Indonesian Medicinal Plants Against Multi-Drug Resistant Mycobacterium tuberculosis. Journal of Applied Pharmaceutical Science Vol. 5 (01): 019-022 Rahaman, A. A. and Oladele, F. A. 2003. Stomatal complex types, stomatal size, density and index in some vegetable species in Nigeria. Nigerian Journal of Botany, Vol. 16: 144-150. Rahayu, P., Rofieq, A., Muizzudin. 2015. Perbedaan Anatomi Jaringan Stomata Berbagai Daun Genus Allamanda. Prosiding Seminar Nasional Pendidikan Biologi 2015: 686-693 Rahayu, S. E., Kartawinata, K., Chikmawati, T., Hartana, A. 2011. Leaf Anatomy of Pandanus Species (Pandanaceae) from Java. Reinwardtia Vol. 13 (3): 305-313
26 Saadu, R.O., Abdulrahaman, A. A., Oladele, F. A. 2009. Stomatal Complex Types and Transpiration Rates in Some Tropical Tuber Species. African Journal of Plant Science Vol. 3 (5): 107-112 Salisbury, F. B. dan C. W. Ross. 1999. Fisiologi Tumbuhan. Bandung: ITB Sreelakshmi, V.V., Sruthy, E.P.M., dan Shereena, J. 2014. Relation Between the Leaf area and Taxonomic Importance of Foliar Stomata. International Journal of Research in Applied Natural and Social Sciences. Vol 2 (7): 53-60 Sriwanthana, B., Treesangsri, W., Boriboontrakul, B., Niumsakul, S., Chavalittumrong, P. 2007. In Vitro Effects of Thai Medicinal Plants on Human Lymphocyte Activity. Songklanakarin Journal of Science and Technology Vol. 29 Taiz, L. dan Zeiger, E. 2002. Plant Physiology Third Edition. Massachusetts: Sinauer Associates Inc. Tantiado, R.G. 2012. Survey on Ethnopharmacology of Medicinal Plants in Iloilo, Philippines. International Journal of Bio-Science and Bio-Technology. Vol. 4 (4) Tjitosoepomo,Gembong. 2010. Taksonomi Tumbuhan Spermatophyta. Yogyakarta: Gadjah Mada University Press.
27 Wardhana, A.W. 2001. Dampak Pencemaran Lingkungan. Willmer, C.M., dan Fricker, 2000. Stomata. 2nd Edition., London: Chapman and Hall Xuan, X., Wang, Y., Ma, S., Ye, X. 2011. Comparisons of stomatal parameters between normal and abnormal leaf of Bougainvillea spectabilis Willd. African Journal of Biotechnology.Vol. 10(36): 6973-6978
28
LAMPIRAN
Lampiran 1. Foto Alat dan Bahan Keterangan: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.
2
1
4
3
7
5
6
Akuades Pipet tetes Kaca objek Kaca penutup Larutan gula 50% Silet baru Daun Rhoeo discolor
28 29
Lampiran 2. Foto Perlakuan Stomata
Penetesan akuades (kiri) dan penetesan larutan gula (kanan)
Pengamatan stomata di bawah mikroskop
