Mengapa air penting bagi lumut?



Air sangat penting bagi lumut karena tanaman ini tidak memiliki jaringan pembuluh darah atau organ khusus penyerapan. Di sisi lain, mereka tidak dapat mengatur kehilangan air dan bergantung padanya untuk reproduksi seksual.

Lumut milik bryophytes, dianggap kelompok tanaman pertama yang menjajah lingkungan darat. Gametofit membentuk tubuh vegetatif dan sporofit bergantung pada ini.

Tanaman ini memiliki kutikula yang sangat tipis dan tidak memiliki stomata yang mengatur keringat. Mereka sangat rentan terhadap perubahan kelembaban, sehingga mereka dapat mengalami dehidrasi dengan sangat cepat.

Penyerapan air dapat terjadi di seluruh tanaman atau melalui rizoid. Konduksi dapat dengan tindakan kapiler, dengan apoplastik atau sederhana. Dalam beberapa kelompok ada sel khusus dalam transportasi air (hidroid).

Gamet jantan (spermatozoa) ditandai flagellated dan membutuhkan air untuk mencapai sel telur (gameta betina).

Banyak lumut memiliki kemampuan luar biasa untuk pulih dari dehidrasi. Sampel herbarium dari Grimmia pulvinata telah layak setelah 80 tahun pengeringan.

Indeks

  • 1 Karakteristik umum lumut
    • 1.1 Tubuh vegetatif gametofit
    • 1.2 Struktur reproduksi
    • 1.3 Esporofito
  • 2 Struktur vegetatif lumut dan hubungannya dengan air
    • 2.1 Kain pelindung
    • 2.2 Penyerapan air
    • 2.3 Konduksi air
  • 3 Reproduksi seksual tergantung pada air
  • 4 Toleransi lumut terhadap dehidrasi
  • 5 Referensi

Karakteristik umum lumut

Lumut termasuk dalam kelompok bryofita atau tanaman non-vaskular, ditandai dengan tidak memiliki jaringan khusus dalam konduksi air.

Tubuh vegetatif berhubungan dengan gametofit (fase haploid). Sporofit (fase diploid) kurang berkembang dan tergantung pada gametofit untuk mempertahankan diri..

Secara umum, lumut tidak mencapai ukuran besar. Panjangnya bisa berkisar dari beberapa milimeter hingga 60 cm. Mereka memiliki pertumbuhan foliosa, dengan sumbu tegak (caulidium) yang melekat pada substrat oleh filamen kecil (rhizoid). Mereka memiliki struktur yang mirip dengan daun (filidios).

Tubuh vegetatif gametofit

Caulidium tegak atau merayap. Rizoidnya multiseluler dan bercabang. Filidios terbentuk secara heliks di sekitar caulidium dan sessile.

Tubuh lumut dibentuk secara praktis oleh jaringan parenkim. Pada lapisan jaringan terluar dari beberapa struktur, pori-pori mirip stoma dapat terjadi.

Filidios diratakan. Biasanya memiliki lapisan sel, dengan pengecualian zona pusat (pantai) di mana beberapa.

Struktur reproduksi

Struktur seks terbentuk pada tubuh vegetatif gametofit. Lumut dapat berupa monoicos (dua jenis kelamin di kaki yang sama) atau dioicos (jenis kelamin pada kaki terpisah).

Anteridio membentuk struktur seksual maskulin. Mereka mungkin memiliki bentuk bulat atau memanjang dan sel-sel internal membentuk sperma (gamet jantan). Spermatozoa menyajikan dua flagela dan membutuhkan mobilisasi dengan air.

Struktur seksual wanita disebut archegonia. Mereka memiliki bentuk botol dengan alas lebar dan bagian sempit panjang. Di dalam sel telur ini terbentuk (gameta betina).

Esporofito

Ketika pembuahan sel telur terjadi di arkegonium, embrio terbentuk. Itu mulai membelah dan membentuk tubuh diploid. Ini terdiri dari sebuah haustorium yang melekat pada gametophyte, yang fungsinya adalah penyerapan air dan nutrisi.

Kemudian pedicel disajikan dan dalam posisi apikal kapsul (esporangio). Ketika matang, kapsul menghasilkan archesporio. Sel-sel yang sama mengalami meiosis dan spora terbentuk.

Spora dilepaskan dan disebarkan oleh angin. Kemudian mereka berkecambah untuk berasal dari tubuh vegetatif gametofit.

Struktur vegetatif lumut dan hubungannya dengan air

Bryophytes dianggap sebagai tanaman pertama yang menjajah lingkungan darat. Mereka tidak mengembangkan jaringan pendukung atau keberadaan sel yang lignifikasi, sehingga ukurannya kecil. Namun, mereka menghadirkan beberapa karakteristik yang disukai pertumbuhan mereka di luar air.

Kain pelindung

Salah satu karakteristik utama yang memungkinkan tanaman untuk menjajah lingkungan darat, adalah adanya kain pelindung.

Tumbuhan terestrial memiliki lapisan lemak (kutikula) yang menutupi sel-sel luar tubuh tumbuhan. Dianggap bahwa ini adalah salah satu adaptasi yang paling relevan untuk mencapai kemandirian lingkungan perairan.

Dalam kasus lumut, kutikula tipis hadir pada setidaknya salah satu wajah filidios. Namun, struktur yang sama memungkinkan masuknya air di beberapa daerah.

Di sisi lain, keberadaan stomata telah memungkinkan tanaman darat untuk mengatur kehilangan air melalui transpirasi. Pada tubuh vegetatif lumut gametofit tidak ada stomata yang muncul.

Karena itu, mereka tidak dapat mengendalikan kehilangan air (mereka poikilohidrik). Mereka sangat sensitif terhadap perubahan kelembaban di lingkungan dan tidak mampu menahan air di dalam sel ketika ada defisit air.

Dalam kapsul sporofit beberapa spesies, keberadaan stomata telah diamati. Mereka telah dikaitkan dengan mobilisasi air dan nutrisi menuju sporophyte dan tidak dengan kontrol kehilangan air.

Penyerapan air

Pada tanaman vaskular, penyerapan air terjadi melalui akar. Dalam kasus bryophytes, rhizoids biasanya tidak memiliki fungsi ini kecuali fiksasi pada substrat..

Lumut memiliki dua strategi berbeda untuk penyerapan air. Menurut strategi yang mereka sajikan, mereka diklasifikasikan sebagai:

Spesies endohydric: air diambil langsung dari substrat. Rizizoid mengintervensi penyerapan dan kemudian air dilakukan secara internal ke seluruh tubuh tanaman.

Spesies eksohydric: Penyerapan air terjadi di seluruh tubuh tanaman dan diangkut melalui difusi. Beberapa spesies mungkin memiliki lapisan wol (tomentum) yang mendukung penyerapan air yang ada di lingkungan. Kelompok ini sangat sensitif terhadap pengeringan.

Spesies endohydric mampu tumbuh di lingkungan yang lebih kering daripada yang eksohydric.

Konduksi air

Pada tanaman vaskular air digerakkan oleh xilem. Sel-sel konduksi jaringan ini sudah mati dan dengan dinding yang sangat lignifikasi. Kehadiran xilem membuatnya sangat efisien dalam penggunaan air. Fitur ini memungkinkan mereka untuk menjajah sejumlah besar habitat. 

Pada lumut, tidak ada jaringan lignifikasi. Konduksi air dapat terjadi dalam empat cara berbeda. Salah satunya adalah gerakan sel ke sel (jalur sederhana). Cara lain adalah sebagai berikut:

Apoplastik: air bergerak melalui apoplast (dinding dan ruang antar sel). Tipe mengemudi ini jauh lebih cepat daripada yang sederhana. Ini lebih efisien pada kelompok yang memiliki dinding sel tebal, karena konduktivitas hidrolik yang lebih besar.

Ruang rambut: pada kelompok ektohidrik mobilisasi air cenderung oleh kapilaritas. Antara filidium dan caulidium, ruang kapiler terbentuk yang memfasilitasi transportasi air. Kapiler dapat mencapai panjang hingga 100 μm.

Hidroid: keberadaan sistem konduksi yang belum sempurna telah diamati pada spesies endohydric. Ada sel-sel khusus dalam konduksi air yang disebut hidroid. Sel-sel ini sudah mati, tetapi dindingnya tipis dan sangat permeabel terhadap air. Mereka diatur dalam satu baris di atas yang lain dan mereka berada di posisi tengah di caulidio.             

Reproduksi seksual yang bergantung pada air

Lumut memiliki flagetes gamet jantan (sperma). Ketika antheridium matang, keberadaan air diperlukan untuk membuka. Setelah dehiscence terjadi, sperma tetap mengambang di lapisan air.

Untuk terjadinya pembuahan sangat penting adanya air. Sperma dapat tetap hidup dalam media berair selama kurang lebih enam jam dan dapat menempuh jarak hingga 1 cm.

Kedatangan gamet jantan ke antheridia lebih disukai oleh dampak tetesan air. Ketika mereka menciprat ke berbagai arah, mereka membawa banyak sperma. Ini sangat penting dalam reproduksi kelompok dioik.

Dalam banyak kasus, antheridia berbentuk seperti cangkir, yang memfasilitasi penyebaran sperma ketika dampak air terjadi. Lumut kebiasaan merayap, bisa membentuk lapisan air terus menerus melalui gamet yang bergerak.

Toleransi lumut terhadap dehidrasi

Beberapa lumut dipaksa menjadi akuatik. Spesies ini tidak toleran terhadap pengeringan. Namun, spesies lain dapat tumbuh di lingkungan yang ekstrim, dengan periode kering yang ditandai.

Karena mereka poikilohidrik, mereka dapat kehilangan dan mendapatkan air dengan sangat cepat. Ketika lingkungan kering mereka bisa kehilangan hingga 90% air dan pulih ketika kelembaban meningkat.

Spesies Tortula ruralis telah disimpan dengan kadar air 5%. Ketika direhidrasi, telah mampu memulihkan kapasitas metabolisme. Kasus menarik lainnya adalah Grimmia pulvinata. Sampel herbarium yang berumur lebih dari 80 tahun telah dapat digunakan.

Toleransi terhadap dehidrasi banyak lumut ini termasuk strategi yang memungkinkan mereka mempertahankan integritas membran sel.

Salah satu faktor yang membantu mempertahankan struktur seluler adalah keberadaan protein yang disebut rehydrins. Mereka terlibat dalam stabilisasi dan pemulihan membran yang rusak selama dehidrasi.

Pada beberapa spesies, telah diamati bahwa vakuola terbagi menjadi banyak vakuola kecil selama dehidrasi. Dengan meningkatkan kadar air, mereka bergabung dan membentuk vakuola besar lagi.

Tanaman toleran terhadap pengeringan dalam waktu lama menghadirkan mekanisme antioksidan, karena kerusakan akibat oksidasi meningkat seiring dengan waktu dehidrasi..

Referensi

  1. Glime J (2017) Hubungan air: Strategi instalasi. Bab 7-3. Dalam: Glime J (ed.) Bryophyte Ecology Volume I. Ekologi Fisiologis. Ebook disponsori oleh Michigan Technological University dan International Association of Bryologist. 50.pp.
  2. Glime J (2017) Hubungan air: Habitat. Bab 7-8. Dalam: Glime J (ed.) Bryophyte Ecology Volume I. Ekologi Fisiologis. Ebook disponsori oleh Michigan Technological University dan International Association of Bryologist. 29.pp.
  3. Green T, L Sancho dan A Pintado (2011) Ekofisiologi Proses Pengeringan / Rehidrasi pada Lumut dan Lumut Dalam: Lüttge U, E Beck dan D Bartels (eds) Plant Desiccation Tolerance. Studi Ekologi (Analisis dan Sintesis), vol 215. Springer, Berlin, Heidelberg.
  4. Izco J, E Barreno, M Brugués, M Costa, J Devesa, F Fernández, T Gallardo, X Llimona, E Salvo, S Talavera dan B Valdés (1997) Botany. McGraw Hill - Interamerika Spanyol. Madrid, Spanyol 781 hal.
  5. Montero L (2011) Karakterisasi beberapa aspek fisiologis dan biokimia lumut Pleurozium schreberi terkait dengan kemampuannya untuk mentolerir dehidrasi. Tesis untuk mengajukan gelar Doktor dalam Ilmu Pertanian. Fakultas Agronomi, Universitas Nasional Kolombia, Bogotá. 158 hlm.