Beberapa gerak yang dilakukan oleh tumbuhan, dihasilkan sebagai respon tumbuhan terhadap sejumlah rangsangan dari dalam atau dari lingkungannnya. Gerak pada tumbuhan paling banyak berorientasi pada cahaya dan gravitasi. Berdasarkan atas penyebab timbulnya gerak, dapat dibedakan antara gerak tumbuh dan gerak turgor. Gerak tumbuh adalah gerak yang ditimbulkan oleh adanya  pertumbuhan,  sehingga  menimbulkan  perubahan  elastis  atau irreversible. Gerak turgor  adalah-gerak yang timbul karena teijadi perubahan turgor pada sel-sel tertentu, dan sifatnya elastis atau reversible.

Berdasarkan  asal  rangsangannya,  gerak  pada  tumbuhan  dibedakan  menjadi tiga, yaitu: gerak Higroskopis, gerak etionom, dan gerak endonom (autonom). Gerak Higroskopis disebabkan oleh perbedaan kadar air. Gerak etionom merupakan reaksi gerak tumbuhan yang disebabkan oleh adanya rangsangan dari luar.   Sedangkan gerak endonom (autonom) merupakan reaksi gerak tumbuhan yang disebabkan oleh adanya rangsangan dari dalam atau dari tumbuhan itu sendiri.

a. Gerak Higroskopis

Gerakan ini disebabkan oleh perbedaan kadar air. Sel-sel tumbuhan mempunyai kemampuan yang berbeda dalam menerima dan melepaskan airya. Jika lingkungan dalam keadaan kering, sel-sel yang lebih cepat melepaskan air akan berkerut, sementara sel-sel yang lainnya relatif tetap. Akibatnya, akan terjadi tarik menarik antara bagian yang kekurangan air dan bagian yang normal. Kekuatan tarik menarikini akan menentukan arah gerak tumbuhan. Contohnya pada peristiwa pecahnya annulus pada sporangium paku. Annulus merupakan kumpulan sel berdinding tebal disekitar sporangium paku yang berfungsi untuk melepaskan spora. Gerak higroskopis juga ditunjukan oleh pecahnya kulit buah polong-polongan

b. Gerak Etionom

Berdasarkan hubungan antara arah respon gerakan dengan asal rangsangan, gerak etionom dapat dibedakan menjadi: gerak tropisme, gerak nasti, dan  gerak taksis. 

c. Gerak Tropisme

Tropisme adalah gerak bagian tumbuhan yang arah geraknya dipengaruhi oleh arah datangnya rangsangan. Bagian yang bergerak itu misalnya cabang, daun, kuncup bunga atau sulur. Gerak tropisme dapat dibedakan menjadi tropisme positif apabila gerak itu menuju sumber rangsangan dan tropisme negatif apabila gerak itu menjauhi sumber rangsangan. Ditinjau dari macam sumber rangsangannya, tropisme dapat dibedakan lagi menjadi fototropisme, geotropisme, hidrotropisme, kemotropisme, tigmotropisme dan gravitroprisme.

1. Fototropisme

Fototropisme  adalah  gerak  bagian  tumbuhan  karena  rangsangan  cahaya . Gerak bagian tumbuhan yang menuju ke arah cahaya disebut fototropisme positif. Misalnya gerak ujung batang tumbuhan membelok ke arah datangnya cahaya.

Telaah   mengenai   mekanisme   fototropisme   dimulai   oleh   percobaan   yang dilakukan oleh Charles Darwin dan putranya Francis. Percobaan dilakukan dengan menghilangkan ujung pucuk batang, dan didapatkan hasil bahwa fototropisme  tidak  terjadi  disebabkan  hilangnya  pucuk  tersebut.  Begitu  pula ketika ujung pucuk di lapisi bahan  yang tidak dapat ditembus cahaya. Namun, fototropisme tetap terjadi Ketika seluruh bagian tumbuhan dikuburkan ke dalam pasir   hitam   halus   dan   hanya   ujung   pucuk   yang   berada   di   luar,   yang menyebabkan membeloknya batang. Dari percobaan ini dijelaskan bahwa, rangsangan (cahaya) terdeteksi pada suatu tempat (ujung pucuk) dan responnya (pelengkungan) dilaksanakan di tempat lain daerah perpanjangan).

Fototropisme

Mekanisme fototropisme dijelaskan dari percobaan yang dilakukan oleh Boysen dan Jensen dan disempumakan dengan penemuan tentang auksin oleh RW. Went. Auksin memiliki peran penting dalam pembelokan batang ke arah cahaya. Auksin merupakan zat pengatur tumbuh kimiawi yang berperan dalam pertambahan sel dan pertumbuhan. Auksin berada pada ujung pucuk, sehingga ketika cahaya berada di atas tumbuhan, akan terjadi distribusi auksin dari pucuk ke daerah pemanjangan secara vertikal. 

Namun ketika cahaya diberikan dari salah satu sisi batang, menyebabkan distribusi auksin secara lateral (asimetrik) dari sisi yang mendapatkan cahaya ke sisi yang gelap. Bagian tumbuhan yang tidak disinari mendapatkan konsentrasi auksin yang lebih tinggi. Hal ini menyebabkan   sisi   batang   yang   pada   daerah   gelap   akan   mengalami pertumbuhan  sel  lebih  cepat,  sehingga  batang  seperti  berbelok  ke  arah datangnya   cahaya.   Bagian   tumbuhan   yang   tidak   disinari   mendapatkan konsentrasi auksin yang lebih tinggi.

Diperkirakan distribusi auksin yang asimetrik, disebabkan oleh gabungan tiga mekanisme yang berbeda, yaitu:

•  Terjadinya perusakan auksin oleh cahaya (photodestruction) pada  bagian koleoptil yang terkena cahaya.

•  Meningkatnya sintesis auksin pada bagian koleoptil yang gelap

•  Adanya angkutan auksin secara lateral dari bagian yang terkena cahaya menuju ke bagian yang gelap.

2. Gravitropisme/Geotropisme

Geotropisme adalah gerak bagian tumbuhan karena pengaruh gravitasi bumi. Jika arah geraknya menuju rangsang disebut geotropisme positif, misalnya gerakan akar menuju tanah. Jika arah geraknya menjauhi rangsang disebut geotropisme negatif, misalnya gerak tumbuh batang menjauhi tanah.

Akar selalu tumbuh ke arah bawah akibat rangsangan gaya tarik bumi (gaya gravitasi). Karena gerak akar diakibatkan oleh rangsangan gaya tarik bumi (gravitasi)  dan arah gerak menuju  arah  datangnya  rangsangan,  maka  gerak tumbuh akar disebut geotropisme positif. Sebaliknya gerak organ tumbuhan lain 

yang menjauhi pusat bumi disebut geotropisme negatif. Contoh lain dari geotropisme  adalah  gerak  tumbuh  pada  bunga  kacang.  Pada  waktu  bunga mekar  geraknya  menjauhi  pusat  bumi,  maka  termasuk  geotropisme  negatif. Tetapi setelah teljadi pembuahan,  gerak bunga kemudian  ke  bawah menuju tanah ke pusat bumi dan berkembang terus menjadi buah kacang tanah. Dengan demikian, terjadi perubahan gerak tumbuh pada bunga kacang tanah. Sebelum pembuahan adalah geotropisme negatif dan setelah pembuahan adalah geotropisme positif. Pertumbuhan bunga ini dipengaruhi oleh peranan hormon pertumbuhan.

Apabila suatu tumbuhan (caleoptile) diletakan secara horizontal, maka akumulasi auksin akan berada di dagian bawah. Hal ini menunjukan adanya transportasi auksin ke arah bawah sebagai akibat dari pengaruh geotropisme. Untuk membuktikan      pengaruh   geotropisme   terhadap   akumulasi   auksin,   telah dibuktikan oleh Dolk pada tahun, 1936 (dalam Wareing dan Phillips 1970). Dari hasil eksperimennya diperoleh petunjuk bahwa auksin yang terkumpul di bagian bawah memperlihatkan lebih banyak dibanding dengan bagian atas. Sel-sel tumbuhan terdiri dari berbagai komponen bahan cair dan bahan padat. Dengan adanya gravitasi maka letak bahan yang bersifat cair akan berada di atas. Sedangkan bahan yang bersifat padat berada di bagian bawah. Bahan-bahan yang dipengaruhi gravitasi dinamakan statolith (misalnya pati) dan sel yang terpengaruh oleh gravitasi dinamakan statocyste (termasuk statolith).

Pengaruh gravitasi diterima oleh tudung akar maupun pucuk batang. Namun penerimaan rangsangan gravitasi oleh ujung akar dan ujung batang tidak sama. Suatu rangsangan gravitasi diterima oleh sel yang mengandung statolit disebut statosit. Statolit adalah badan-badan kecil dengan berat jenis tinggi, yang mengendap ke dasar sel. Badan-badan yang mengendap pada sitoplasma meliputi inti sel, diktiosom, mitokondria dan butir-butir pati (amiloplas). Di antara badan-badan sel menunjukkan bahwa amiloplas merupakan statolit di dalam sel yang menerima rangsangan gravitasi.

Pada Percobaan R Went dan N. Cholodny menjelaskan adanya pembelokan pucuk ke arah atas di sebabkan distribusi auksin yang asimetris (tidak merata) pada tanaman dalam posisi horizontal. Pengaruh gravitasi menyebabkan konsentrasi  auksin bagian bawah menjadi bertambah. Peningkatan kadar auksin akan  merangsang pertumbuhan lebih cepat, sehingga pucuk akan membelok ke atas. Begitupun  pada  akar  yang  memiliki  asam  absisat  (ABA)  pada  tudung akar. Akibat pengaruh gravitasi menyebabkan akumulasi ABA lebih banyak pada bagian bawah, sehingga meningkatkan penghambatan pertumbuhan. Akibatnya bagian sebelah atas yang ABA lebih sedikit, akan tumbuh lebih cepat dan akar akan membelok ke bawah.

3. Hidrotropisme

Hidrotropisme adalah gerak bagian tumbuhan karena rangsangan air. Jika gerakan itu mendekati air maka disebut hidrotropisme positif. Misalnya, akar tumbuhan tumbuh bergerak menuju tempat yang banyak aimya di tanah. Jika tumbuhan tumbuh menjauhi air disebut hidrotropisme negatif. Misal gerak pucuk batang tumbuhan yang tumbuh ke atas air. Respon tumbuhan ditentukan oleh stimulus gradient atau konsentrasi air (kelembaban). Kelembaban menyebabkan membeloknya akar ke daerah yang mengandung air dengan konsentrasi yang lebih besar.

4. Kemotropisme

Kemotropisme adalah gerak bagian tumbuhan karena rangsangan zat kimia. Jika gerakannya mendekati zat kimia tertentu disebut kemotropisme positif. Misalnya gerak akar menuju zat di dalam tanah. Jika gerakannya menjauhi zat kimia tertentu disebut kemotropisme negatif. Contohnya gerak akar menjauhi racun.

5. Tigmotropisme

Tigmotropisme adalah gerak bagian tumbuhan karena adanya rangsangan sentuhan satu sisi atau persinggungan. Contoh: gerak membelit ujung batang atau  sulur  dari cucurbitaceae dan passiflora. Contoh tanaman yang bersulur adalah ercis, anggur, markisa, semangka dan mentimun.

Sulur akan terus tumbuh memanjang mencari struktur pendukung untuk mengokohkan tegaknya tanaman tersebut. 

Sulur sangat sensitif terhadap sentuhan. Terjadinya kontak antara sulur dengan suatu benda akan merangsang sulur tersebut tumbuh membengkok ke arah benda yang tersentuh tadi, disebabkan terjadi perbedaan  kecepatan  pertumbuhan  karena  di  duga  sel-sel yang   terkena   kontak sentuhan akan memproduksi ABA yang menghambat pertumbuhan  sedangkan  sisi  yang  berlawana menghasilkan  auksin  sehingga pertumbuhannya menjadi lebih cepat. Akibatnya sulur membelok dan melilit sumber sentuhan. Respon sulur sebagian melibatkan perubahan turgor. Diduga telah terjadi perubahan kandungan ATP dan fosfat anorganik yang cepat akibat rangsangan sentuhan pada sulur.

d. Gerak Nasti

Gerak nasti adalah gerak tumbuhan yang arahnya tidak dipengaruhi oleh arah datangnya rangsangan, tetapi ditentukan oleh tumbuhan itu sendiri, misalnya karena perubahan tekanan turgor.

1) Fotonasti

Fotonasti merupakan gerak nasti yang disebabkan oleh rangsangan cahaya. Misalnya, gerakan mekamya bunga pukul empat (Mirabilis jalapa) di sore hari 

Gambar Bunga Mirabilis jalapa

2) Niktinasti

Niktinasti merupakan gerak nasti yang disebabkan oleh suasana gelap, sehingga disebut  juga  gerak  tidur.  Misalnya,  pada  malam  hari  daun-daun  tumbuhan polong-polongan akan menutup dan akan membuka keesokan harinya ketika matahari terbit  

A.W.Galston dan kawan-kawan mendeteksi adanya perpindahan ion kalium dari bagian atas ke bagian bawah pulvinus dan sebaliknya. Perpindahan ion kalium telah menyebabkan perubahan potensial osmotik yang besar pada sel-sel motor yang  mengakibatkan  daun  bergerak  ke  atas atau  ke  bawah.  

Diduga  auksin terlibat  dalam  kegiatan  ini.  IAA  yang  diproduksi  pada  siang  hari  terutama diangkut ke bagian bawah petiol. Ion kalium akan bergerak ke arah di mana memiliki kandungan IAA lebih tinggi, air masuk ke bagian bawah pulvinus dan daun bangun. Angkutan auksin berkurang pada malam hari, terjadi reaksi sebaliknya. Auksin yang diberikan ke bagian atas atau bagian bawah pulvinus akan menyebabkan tidur dan bangunnya daun secara berturut-turut. Sejumlah sel   di   pulvinus   yang   menggembung   saat   membuka   disebut   ekstensor, sedangkan sel yang mengerut dinamakan fleksor. Gerak ini terjadi pada tumbuhan polong-polongan.

3) Tigmonasti atau Seismonasti

Tigmonasti merupakan gerak nasti yang disebabkan oleh rangsang sentuhan atau getaran. Contoh gerak menutupnya daun putri malu (Mimosa pudica) jika disentuhJika hanya satu anak daun dirangsang dengan sentuhan, rangsangan itu diteruskan ke seluruh tubuh tumbuhan sehingga anak daun lain ikut mengatup. 

Tumbuhan ini memberikan respon sangat cepat yaitu sekitar 0,1 detik setelah rangsangan diberikan, dan penyebaran reaksi terhadap rangsangan ini ke bagian atas dan bawah tumbuhan berjalan antara 40-50 cm/detik. Jika ujung  daun  putri  malu  disentuh  maka  akan  terjadi  aliran  air  yang  menjauhi daerah  sentuhan.  Adanya  aliran  air  ini  menyebabkan  kadar  air  di  daerah sentuhan berkurang, sehingga tekanan turgomya mengecil. Akibatnya daun putri malu  akan  menutup  dan  tampak  seperti  layu.  Lamanya  waktu  menutup tergantung pada suhu dan keras halusnya getaran.

Jika hanya satu anak daun dirangsang, rangsangan itu diteruskan ke seluruh tumbuhan, sehingga anak daun lain ikut mengatup. Kegunaan respon ini diduga bahwa pelipatan anak daun akan mengagetkan dan mengusir serangga sebelum mereka sempat memakan daunnya. Pelipatan terjadi karena air diangkut keluar dari sel motor pada pulvinus, kejadian yang berhubungan dengan keluamya K+. Penyebaran isyarat Mimosa telah bertahun-tahun diteliti, terbukti ada dua macam mekanisme, elektris dan kimiawi. 

Potensial kerja disebabkan oleh aliran sejumlah ion  tertentu melintasi sel  parenkim  (yang dihubungkan  oleh  plasmodesmata) xylem dan floem, dengan kecepatan sampai sekitar 2 em s-1. Potensial ketja tidak akan melewati pulvinus dari satu anak daun ke anak daun lainnya, kecuali bila respon kimiawi juga terlibat sehingga hanya beberapa anak daun saja yang terlipat. Hal ini disebabkan oleh suatu bahan yang bergerak melalui pembuluh xylem bersamaan dengan aliran transpirasi. Bahan aktif ini dikenal sebagai turgorin.

4) Termonasti

Termonasti  merupakan gerak  nasti  yang  disebabkan  oleh  rangsangan  suhu, seperti mekamya bunga tulip. Bunga-bunga tersebut mekar jika mengalami kenaikan suhu dan akan menutup kembali jika suhu turun

5) Haptonasti

Haptonasti merupakan gerak nasti yang disebabkan oleh sentuhan serangga. Contohnya pada tumbuhan Dionaea (sejenis tumbuhan perangkap lalat). Bila ada  lalat  yang  menyentuh  bagian  dalam  daun,  daun  akan  segera  menutup sehingga lalat akan terperangkap di antara kedua belahan daun. Cara kerja perangkap ini karena adanya "nerve-like signal" a tau rambut epidermis-sensori yang dapat menimbulkan potensial kerja pada perangkap. Potensial kerja bergerak dari rambut itu ke jaringan daun bercuping rangkap dan mengakibatkan cuping tersebut mengatup dengan cepat dalam waktu kira-kira setengah detik. Thmbuhan tersebut memerangkap serangga, yang kemudian dicema oleh enzim yang dikeluarkan daun untuk menghasilkan nitrogen dan fosfat bagi tumbuhan.

6) Nasti Kompleks

Merupakan gerak nasti yang disebabkan oleh beberapa faktor sekaligus, seperti karbon dioksida, pH, suhu dan kadar kalsium. Contohnya: gerak membuka dan menutupnya stomata pada daun.

e. Gerak Taksis

Taksis adalah gerak seluruh tubuh atau bagian dari tubuh tumbuhan yang berpindah tempat dan arah perpindahannya dipengaruhi rangsangan. Gerakan yang arahnya mendekati sumber rangsangan disebut taksis positif dan yang menjauhi sumber rangsangan disebut taksis negatif. Umumnya terjadi pada tumbuhan tingkat rendah.

(a) Kemotaksis

Kemotaksis  merupakan  gerak  taksis  yang  disebabkan  oleh  rangsangan  zat kimia. Contohnya : gerak gamet jantan berflagela (spermatozoid) yang dihasilkan oleh anteridium lumut ke arah gamet betina (sel telur) di dalam arkegonium. Spermatozoid   bergerak   karena   tertarik   oleh   sukrosa   atau   asam   malat. Pergerakan ini terjadi karena adanya zat kimia pada sel gamet betina.

(b) Fototaksis

Fototaksis merupakan gerak taksis yang disebabkan oleh rangsangan berupa cahaya. Contohnya pada ganggang hijau yang langsung menuju cahaya yang intensitasnya sedang. Tetapi bila intensitas cahaya meningkat, maka akan tercapai batas tertentu dan  ganggang hijau tiba-tiba  akan  berbalik  arah  dan berenang   menjauhi cahaya. Sehingga terjadi perubahan yang semula gerak fototaksis positif menjadi fototaksis negatif. 

f.  Gerak Endonom (autonom)

Gerak endonom adalah gerak yang belum/tidak diketahui sebabnya. Oleh karena itu diduga disebabkan oleh rangsangan yang berasal dari dalam tubuh tumbuhan itu sendiri. Dengan kata lain, gerak autonom adalah gerak yang tidak disebabkan oleh rangsangan dari luar. Misalnya pada aliran plasma sel. selngkapnya tentang gerak endonom

Sumber: Modul PPG (Pendidikan Profesi Guru)

Modul 3, Kegiatan Belajar 4. Respon Fisiologi Makhluk Hidup

Penulis: Dr Martina Restuati, M. Si, dkk

Baca Juga

Bagikan Artikel