Sumber energi bagi kehidupan di muka bumi adalah cahaya matahari, dan salah satu golongan makhluk hidup yang mampu menangkap energi tersebut menjadi sumber makanan adalah kelompok tumbuhan (organisme berklorofil). Proses konversi energi cahaya matahari menjadi energi kimiawi oleh tumbuhan dilakukan melalui proses fotosintesis. Energi kimia tersebut tersimpan dalam senyawa organik yang merupakan hasil dari fotosintesis. Senyawa organik hasil fotosintesis merupakan sumber energi yang dibutuhkan oleh makhluk hidup lain baik secara langsung ataupun tidak langsung.
Tumbuhan mempunyai keistimewaan karena mampu menghasilkan senyawa organik yang akan digunakan sebagai sumber energi dari senyawa-senyawa anorganik, yaitu karbondioksida, air, dan mineral dari dalam tanah. Oleh karena itu tumbuhan termasuk ke dalam organisme autotrof. Dalam prosesnya, tumbuhan memerlukan cahaya matahari untuk mengkonversi nutrisi terebut menjadi senyawa organik, oleh karena itu tumbuhan disebut juga organisme fotoautotrof.
Organisme fotoautotrof sebenarnya tidak hanya tumbuhan, namun termasuk di antaranya beberapa anggota kelompok protista, misalnya alga dan juga beberapa organisme prokariot. Namun pada kajian ini akan dikhususkan pada tumbuhan saja.
Secara filogenetik, tumbuhan diketahui berkelompok berdasarkan karakteristik tertentu yaitu jaringan pembuluh dan alat perkembangbiakannya
1. Keanekaragaman Tumbuhan
Salah satu karakter pembeda dalam keanekaragaman tumbuhan adalah jaringan pembuluhnya. Tumbuhan dapat dibagi menjadi dua kelompok besar, yaitu tumbuhan yang tidak berpembuluh (nonvascular plant) dan tumbuhan yang berpembuluh (vascular plant).
Tumbuhan tidak berpembuluh lebih dikenal dengan lumut, yang terbagi menjadi tiga kelompok, yaitu lumut daun, lumut hati, dan lumut tanduk. Sedangkan tumbuhan berpembuluh yang mencakup 93% dari keanekaragaman tumbuhan terbagi menjadi dua kelompok besar berdasarkan ada atau tidaknya biji sebagai alat perkembangbiakan.
Gambar Diagram filogenetik yang menunjukan hipotesis hubungan kekerabatan antar golongan tumbuhan (Campbell, 2011)
a. Tumbuhan Tak Berpembuluh (nonvascular plants)
Tumbuhan tak berpembuluh yang merupakan tumbuhan lumut terdiri dari tiga divisi, yaitu Hepatophyta (lumut hati), Bryophyta (lumut daun), dan Anthocerophyta (lumut tanduk).
Berbeda dengan tumbuhan berpembuluh, semua jenis lumut memiliki fase gametofit yang dominan dan berumur lebih panjang dibandingkan fase sporofit dalam siklus hidupnya.
Fase gametofit tersebut merupakan fase yang sering kita lihat dan kita kenal sebagai lumut itu sendiri. Gametofit akan menghasilkan gamet jantan dan betina. Gamet jantan akan memproduksi banyak sperma, sedangkan gamet betina menghasilkan satu telur. Biasanya sperma akan membutuhkan air untuk berenang menuju telur sehingga akan terjadi fertilisasi. Oleh karena itu lumut biasanya tumbuh di tempat-tempat yang lembab.
Pada umumnya lumut merupakan tumbuhan yang kecil, dan tumbuh menutupi permukaan substrat. Lumut tidak memungkinkan untuk tumbuh tinggi karena tubuhnya yang tipis, dan juga tidak mempunyai jaringan pembuluh sehingga tidak akan mampu untuk mentransportasikan air dan nutrisi untuk jarak yang cukup jauh.
1) Hepatophyta (Lumut Hati)
Divisi lumut ini diberi nama demikian karena bentuk gametofitnya yang menyerupai bentuk hati (dari Bahasa Latin hepaticus, hati). Contoh dari lumut hati adalah Marchantia polymorpha
Pada Marchantia, gametophore muncul dari talus, menjulang ke atas menyerupai miniatur pohon. Gametophore terdiri dari dua jenis, yaitu archegoniophore dan antheridiophore . Di bagian atas archegoniophore diproduksi sel-sel telur, sedangkan pada antheridiophore diproduksi sel-sel sperma. Jika terjadi pembuahan maka sporofit akan tumbuh menggantung di bagian atas archegoniophore.
2) Anthocerophyta
Divisi lumut ini mempunyai penampakan seperti lumut hati, namun tidak memiliki struktur gametophore yang berbentuk miniatur pohon seperti pada lumut hati, dan kapsul sporofitnya tumbuh memanjang ke atas tanpa seta, membentuk seperti tanduk. Oleh karena itu divisi lumut ini dinamakan lumut tanduk.
3) Bryophyta (Lumut Daun)
Divisi ini biasa disebut sebagai lumut sejati, dan jumlah jenisnya paling banyak diantara kedua divisi lumut yang lain. Seperti kelompok lumut yang lain, lumut daun mudah ditemukan di permukaan-permukaan substrat yang lembab seperti permukaan tanah, tembok, batu, atau kulit kayu. Biasanya lumut daun tumbuh sangat rapat menyelimuti permukaan substrat, dan mempunyai sifat seperti busa sehingga mampu menyerap dan menyimpan air.
Contoh lumut daun adalah Mnium hornum yang sering kita temukan di permukaan tanah, batu, bahkan tembok yang lembab
b. Tumbuhan Berpembuluh (Vascular plants)
Tumbuhan berpembuluh dibagi menjadi dua kelompok berdasarkan ada atau tidaknya biji sebagai alat perkembangbiakannya. Dua kelompok tersebut yaitu tumbuhan tidak berbiji dan tumbuhan berbiji.
1) Tumbuhan Tidak Berbiji
Kelompok tumbuhan yang sudah mempunyai jaringan pembuluh namun tidak memiliki biji merupakan kelompok tumbuhan paku-pakuan yang terdiri dari divisi yaitu Lycophyta dan Pterophyta. Pada golongan tumbuhan ini fungsi biji digantikan dengan adanya spora.
Siklus hidup dari kelompok tumbuhan ini berbeda dengan siklus hidup pada lumut. Fase gametofit menjadi fase yang tidak dominan, ukurannya relatif lebih kecil, dan umurnya lebih pendek. Sedangkan fase sorofit menjadi fase yang dominan. Tumbuhan paku-pakuan yang biasa kita lihat merupakan fase sporofitnya.
a) Lycophyta
Pada umumnya divisi ini tumbuh sebagai tumbuhan epifit, dan yang lainnya tumbuh di lantai hutan. Terdapat sekitar 1.200 jenis yang terbagi ke dalam tiga kelompok, yaitu Lycopodiaceae, Selaginellaceae, dan Isoetaceae. Contoh dari Lycopodiaceae adalah paku kawat (Lycopodium cernuum). Kelompok Selaginellaceae dan Isoetaceae, masing-masing hanya mempunyai satu genus,
yaitu Selaginella dan Isoetes,
b) Pterophyta
Divisi Pterophyta merupakan kelompok tumbuhan tak berbiji, sudah mempunyai jaringan pembuluh, dan sudah mempunyai batang, daun (frond), dan akar yang sederhana. Seperti pada kelompok tumbuhan sebelumnya, Pterophyta menghasilkan spora untuk memperbanyak diri. Divisi Pterophyta dibagi menjadi tiga kelompok, yaitu paku sejati (fern), paku ekor kuda (horsetail), dan whisk fern.
Kelompok paku sejati biasanya memiliki batang yang tegak, sehingga mampu menopang “daun” (frond) yang berukuran relatif besar dibandingkan dengan kedua kelompok yang lain. Biasanya daun yang masih muda akan menggulung, disebut dengan istilah ental. Contoh paku sejati adalah paku tiang, Cyathea contaminans,
Paku ekor kuda biasa disebut juga dengan nama anthrophyte yang berarti tumbuhan berbuku, karena jenis paku ini memiliki “batang” yang berbuku- buku. Spora diproduksi pada struktur yang disebut dengan strobilus yang tumbuh di ujung batang. Contohnya adalah Equisetum debile, , yang biasa dijadikan sebagai tanaman hias dan tumbuh di tanah yang berair. Karena berbuku-buku seperti bambu, biasanya pedagang tanaman hias menyebut paku ini dengan nama “bambu air”.
Kelompok terakhir yaitu whisk fern mempunyai sporofit yang tumbuh menggarpu (dikotom), dan tidak mempunyai akar. Sporangia terletak di ujung percabangan berbentuk kenop yang merupakan gabungan dari tiga sporangia. Contohnya adalah Psilotum sp.,
2) Tumbuhan Berbiji (Spermatophyta)
Tumbuhan berbiji dikelompokan menjadi dua yaitu tumbuhan berbiji terbuka (Gymnospermae) dan tumbuhan berbiji tertutup (Angiospermae). Jika kita perhatikan, pada tumbuhan lumut, fase gametofit merupakan fase yang dominan, tumbuh pada substrat, ukuran lebih besar daripada sporofitnya. Kemudian pada tumbuhan paku fase gametofit menjadi fase yang tidak dominan, berukuran kecil dibandingkan dengan sporofitnya, tumbuh tersendiri pada substrat. Pada kelompok tumbuhan berbiji fase gametofit semakin tereduksi bahkan menjadi mikroskopis, dan tumbuh pada individu sporofit. Sehingga gametofit menjadi lebih terlindungi dari stres lingkungan, dan dijamin nutrisinya oleh sporofit
Gambar . Perbandingan Gametofit – Sporofit pada lumut, paku, dan tumbuhan berbiji. (dimodifikasi dari Campbell, 2011)
a) Gymnospermae (Tumbuhan Berbiji Terbuka)
Kelompok tumbuhan ini disebut berbiji terbuka karena mempunyai biji yang tidak terlindung dalam ovarium. Biji tersebut terdedah keluar pada lembaran sporofil yang termodifikasi membentuk strobilus. Gymnospermae terbagi ke dalam empat divisi yaitu Cycadophyta, Ginkgophyta, Gnetophyta, dan Coniferophyta.
(1) Cycadophyta
Kelompok ini memiliki strobilus yang besar, dan daun menyerupai tumbuhan palem. Saat ini terdapat kurang lebih 130 jenis. Salah satu contoh yang populer dijadikan sebagai tanaman hias adalah Pakis Haji
(2) Ginkgophyta
Satu-satunya jenis dari Ginkgophyta yang masih bertahan saat ini adalah Ginkgo biloba. Daunnya menyerupai kipas dan akan berubah warna menjadi keemasan pada musim gugur. Tumbuhan ini berasal dari Cina, dan banyak ditanam di Jepang dan Korea. Bijinya dapat dijadikan sebagai makanan dan obat yang berkaitan dengan gangguan peredaran darah dan daya
ingat.
(3) Gnetophyta
Tumbuhan Gnetophyta terdiri dari tiga genus, yaitu Welsitschia, Gnetum, dan Ephedra. Genus Gnetum terdiri dari kurang lebih 35 jenis, dan salah satunya yang kita kenal adalah Melinjo (Gnetum gnemon) sebagai bahan pangan. Daun dan strobilus yang masih muda biasa dikonsumsi untuk sayur. Sementara bijinya biasa dijadikan bahan makanan yang kita kenal sebagai emping
b) Angiospermae (Tumbuhan Berbiji Tertutup)
Angiospermae berbeda dengan kelompok Gymnospermae karena biji yang dihasilkan terlindungi oleh buah (ovarium). Karakteristik khas angiospermae yaitu memiliki bunga dan buah.
Bunga merupakan modifikasi dari daun yang biasanya menjadi empat struktur yang terspesialiasi, yaitu kelopak, mahkota, stamen, dan karpel. Karena memiliki struktur bunga, maka kelompok tumbuhan ini yang hanya terdiri dari satu divisi saja diberi nama Anthophyta (tumbuhan berbunga).
Buah merupakan hasil perkembangan lanjutan dari ovarium dan atau bagian bunga yang lain setelah terjadi fertilisasi. Biji selanjutnya berkembang dari ovule yang berada di dalam ovarium. Oleh karena itu pada angiospermae biji terlindung di dalam buah.
Buah dari berbagai jenis tumbuhan sangat bervariasi dan biasanya strukturnya termodifikasi untuk proses penyebaran biji tersebut. Misalnya buah dari Mahoni (Swietenia mahagoni) memiliki struktur sayap sehingga dapat terbang seperti baling-baling dan tersebar terbawa angin. Buah dari Pacar Air (Impatiens balsamina) memiliki buah yang dapat meledak karena faktor tekanan turgor, sehingga biji di dalamnya dapat terlempar jauh. Contoh lain adalah biji dari Dandelion (Taraxacum officinale) yang dapat melayang jauh terbawa angin karena memiliki struktur pappus yang berbentuk rambut-rambut halus
Seiring dengan kemajuan teknologi, kajian klasifikasi tumbuhan angiospermae terus berkembang, sehingga saat ini cukup banyak perubahan-perubahan dalam penamaan atau pengelompokan dari suatu takson.
Sebelum tahun 1990, Angiospermae dikelompokan ke dalam dua kelas yaitu Monokotil dan Dikotil, berdasarkan karakter kotiledonnya, yaitu yang memiliki satu kotiledon (Monocotyledonae) dan yang memiliki dua kotiledon (Dicotyledonae), dan karakter-karakter pembeda lainnya.
Sistem klasifikasi Angiospermae yang saat ini digunakan adalah APG III (Angiosperm Phylogeny Group), yang membagi lebih dari 250.000 jenis ke dalam empat klad (kelompok). Kelompok-kelompok tersebut yaitu Basal Angiosperm, Magnoliid, Monocot, dan Eudicot (APG III, 2009) Kelas Dikotil yang sebelumnya kita kenal ternyata bersifat polifiletik, yang saat ini dipisahkan menjadi Eudicot (dikotil sejati), Basal Angiosperm, dan Magnoliid.
(1) Basal Angiosperm
Terdapat kurang lebih 100 jenis tumbuhan yang termasuk ke dalam Basal Angiosperm, yang terbagi ke dalam tiga bangsa yaitu Amborellales, Nymphaeales, dan Austrobaileyales.
Contoh lain yang kita kenal sebagai bumbu masakan adalah Bunga Lawang dari ordo Austrobaileyales, Illicium verum
(2) Magnoliid
Kelompok Magnoliid terdiri dari kurang lebih 8.000 jenis, yang terbagi ke dalam empat ordo, yaitu Piperales, Canellales, Magnoliales, dan Laurales. Kelompok Magnoliid ini mempunyai sebagian ciri yang dimiliki Basal Angiosperm seperti susunan bunganya yang membentuk spiral namun lebih banyak karakter yang lebih mendekati pada kelompok Monocot dan Eudicot.
Beberapa contoh dari Magnoliid diantaranya adalah Lada, Piper nigrum (Piperales); Cempaka, Magnolia grandiflora (Magnoliales); Alpukat Persea americana (Laurales)
(3) Monocot
Hampir seperempat anggota dari Angiospermae adalah kelompok Monocot. Pada sistem klasifikasi sebelumnya takson Monocotyledon merupakan takson yang valid dalam klasifikasi. Saat ini kelompok Monocot bukan merupakan takson, namun merupakan klad atau kelompok bagian dari Angiospermae, dengan ciri-ciri yang sama dengan yang kita ketahui pada kelas Monocotyledon. Anggota Monocot yang merupakan famili yang cukup besar diantaranya palem- paleman (Arecaceae), rumput-rumputan (Poaceae), anggrek (Orchidaceae), lili (Liliaceae), dan lain-lain. Karakter Monocot dapat diamati pada gambar
(4) Eudicot
Terdapat kurang lebih 170.000 jenis tumbuhan yang termasuk ke dalam kelompok ini. Karakter dari Eudicot merupakan karakter yang sama dengan kelas Dicotyledon pada sistem klasifikasi sebelumnya. Perbandingan karakter Monocot dan Eudicot dapat diamati pada Gambar.
Beberapa contoh keluarga tumbuhan yang sering kita lihat dari Eudicot diantaranya Combretaceae, Myrtaceae, Lythraceae, Onagraceae (Myrtales); Brassicaceae, Caricaceae, Moringaceae, Tropaeolaceae (Brassicales); Bixaceae, Malvaceae, Muntingiaceae (Malvales); Convolvulaceae, Solanaceae (Solanales) dan selengkapnya dapat dilihat pada Gambar
Sumber: Modul PKB (Pengembangan Keprofesian Berkelanjutan) Biologi SMA Kelompok Kompetensi B, Bab Klasifikasi
Penulis: Zaenal Arifin, M. Si
Baca Juga
Komentar
Posting Komentar