Sistem Reproduksi Pada Tumbuhan

Reproduksi tumbuhan adalah suatu proses dimana tumbuhan memperoleh organisme baru sesuai dengan induknya. Reproduksi tumbuhan dibedakan menjadi dua, yaitu reproduksi secara aseksual (vegetatif) dan reproduksi secara seksual (generatif).

A. REPRODUKSI VEGETATIF

Reproduksi secara vegetatif diartikan sebagai pembentukan individu baru tanpa adanya peleburan antara gamet jantan dan betina. Reproduksi secara vegetatif dibagi menjadi dua, yaitu reproduksi vegetatif alami dan reproduksi vegetatif buatan.

1. Reproduksi Vegetatif Alami 

Ada bermacam-macam cara perkembangbiakan vegetatif alami, antara lain :

 

1) Tunas

Tunas dapat tumbuh melalui pangkal batang, akar, atau daun. Pohon tersebut tumbuh di dekat induknya. Tunas yang tumbuh pada akar dan daun disebut tunas adventif. Contoh : pisang, cocor bebek.

2) Umbi akar

Umbi akar berguna untuk menyimpan cadangan makanan. Umbi akar tidak berkuncup, tidak berdaun, tidak bermata tunas, dan tidak berbuku-buku. Tumbuhan yang berkembang biak dengan umbi akar adalah bunga dahlia dan wortel. 

dengan umbi akar adalah bunga dahlia dan wortel. Sisa batang pada pangkal umbi dapat memunculkan tunas. Akar tunas baru akan tumbuh dari bagian sisa batang jika umbi akar tersebut ditanam.

3) Umbi batang

Kentang, talas, dan ubi jalar merupakan contoh tumbuhan yang berkembang biak dengan umbi batang. Umbi batang sesungguhnya merupakan batang yang tumbuh menggembung di dalam tanah. Umbi batang berfungsi untuk menyimpan cadangan makanan. Tumbuhan baru akan tumbuh dari mata tunas yang terletak di lekukan pada permukaan umbi tersebut.

4) Umbi lapis

Bawang merah adalah contoh tumbuhan yang berkembang biak dengan umbi lapis. Umbi lapis adalah daun yang berlapis-lapis membentuk umbi, dan di tengahnya tumbuh tunas. Daun tersebut tersusun berdekatan dan tumbuh pada permukaan atas ruas. Umbi lapis dari tunas terluar akan tumbuh membentuk tunas baru (siung).

5) Spora

Bentuk spora seperti biji, tetapi sangat kecil. Spora hanya dapat dilihat menggunakan mikroskop, tidak dapat dilihat dengan mata telanjang. Spora dibentuk di dalam kotak spora (sporangium). Tumbuhan paku adalah contoh tumbuhan yang berkembang biak dengan spora. Spora mudah diterbangkan angin karena ringan. Sporangium pada tumbuhan paku terletak di bagian belakang daun. Amatilah bagian belakang daun tanaman paku.

Selain tumbuhan paku, jamur dan lumut juga berkembang biak dengan spora. Jamur adalah tumbuhan yang tidak memiliki klorofil (zat hijau daun). Kita dapat menemukan jamur di tempat-tempat yang lembab. Makanan yang sudah basi biasanya ditumbuhi jamur. Sporangium jamur berisi spora yang sangat banyak.

Kotak spora akan pecah jika spora telah masak. Selanjutnya, spora yang telah masak ini akan keluar dan diterbangkan angin. Jika spora jatuh di tempat yang sesuai, spora akan tumbuh menjadi tumbuhan baru.

6) Membelah diri

Tumbuhan yang berkembang biak dengan membelah diri adalah tumbuhan tingkat rendah seperti ganggang. Ganggang membelah sel tubuhnya menjadi dua. Masing-masing sel ini akan membelah lagi ketika dewasa.

7) Akar tinggal (Rhizoma)

 

Rhizoma adalah batang yang tebal dan tumbuh mendatar di dalam tanah. Pernahkah kamu melihat tumbuhan jahe? Jahe berkembang biak dengan akar tinggal atau rhizoma. Rhizoma berfungsi sebagai cadangan makanan bagi tumbuhan. Rhizoma dapat mempunyai ciri-ciri berikut.

a) Bentuknya berbulu-bulu seperti batang dan terdapat kuncup di bagian ujungnya.

b) Bersisik, di setiap sisik ketiak terdapat tunas.

8) Geragih (Stolon)

Geragih adalah batang yang menjalar di atas permukaan tanah. Tunas pada buku-buku batang yang menjalar di atas tanah tersebut dapat tumbuh menjadi tumbuhan baru. Tumbuhan baru tersebut tidak bergantung pada induknya, meskipun tetap bersatu dengan induknya. Arbei, semanggi, dan pegagan berkembang biak dengan geragih di permukaan tanah. Selain arbei, juga ada semanggi dan pegagan. Rumput teki berkembang biak dengan geragih yang tumbuh di dalam tanah.

2. Reproduksi Vegetatif Buatan

Perkembangbiakan tumbuhan dengan vegetatif buatan diupayakan manusia untuk memperoleh jenis tumbuhan baru. Tumbuhan baru tersebut diharapkan memberikan hasil yang lebih

1) Cangkok 

Tumbuhan yang dapat dicangkok adalah tumbuhan dikotil. Di antaranya seperti mangga, jeruk, dan jambu.

Hasil cangkokan yang sudah ditumbuhi akar kemudian dipotong tepat di bawah pembungkus cangkokan. Jangan menanam hasil cangkokan langsung di tanah terbuka. Tanamlah cangkokan di wadah persemaian. Selanjutnya, letakkan di tempat yang teduh sekitar dua bulan. Setelah itu, hasil cangkokan dapat diambil dari wadah persemaian. Selanjutnya, dipindahkan ke tanah terbuka.

2) Setek
 

Setek dilakukan dengan menanam bagian tumbuhan tanpa menunggu tumbuhnya akar baru. Ada dua macam setek, yaitu setek batang dan setek daun.

a) Setek batang

Tumbuhan yang berkembang biak dengan setek batang adalah ketela pohon, mawar, dan tebu. Tumbuhan yang akan disetek harus memiliki bakal tunas.

b) Setek daun

Tumbuhan yang dapat disetek daunnya adalah cocor bebek dan sri rejeki. Daun yang hendak disetek harus berwarna hijau segar dan cukup tua. Berikut ini adalah langkah-langkah yang dilakukan untuk menyetek daun.

• Letakkan daun yang akan disetek di permukaan tanah. Tanah yang digunakan hendaknya tanah yang subur.

• Setelah beberapa hari, pada bagian lekukan-lekukan daun akan tumbuh tunas dan akar. Tunas tersebut akan menjadi tanaman baru.

• Selanjutnya, tanaman baru tersebut dipindahkan ke wadah lain (pot)

3) Okulasi 

Okulasi dilakukan dengan cara menempelkan tunas tumbuhan ke tunas tumbuhan yang lain. Masing-masing tunas memiliki sifat unggul yang berbeda. Tumbuhan yang dapat dikembangbiakkan dengan okulasi adalah mangga dan jeruk.

4) Merunduk

Tumbuhan yang dapat dikembangbiakkan dengan merunduk adalah tebu, apel, dan melati. Tumbuhan yang dikembangbiakkan dengan merunduk harus mempunyai batang yang panjang dan lentur. Cabang tumbuhan yang akan dikembangbiakkan, kemudian disentuhkan ke tanah.

Mengembangbiakkan tanaman dengan cara merunduk dilakukan dengan langkah berikut.

a) Keratlah sedikit batang tanaman yang akan dikembang-biakkan.
b) Rundukkan atau lengkungkan batang tersebut ke tanah.
c) Timbunlah bagian yang dikerat tersebut dengan tanah.
d) Siramlah tanah tersebut secara teratur agar selalu lembap.
e) Akar akan tumbuh dari batang yang ditimbun. Akar yang tumbuh tersebut akan tumbuh menjadi tanaman baru.

5) Mengenten
 

Mengenten dilakukan dengan menyambung dua tanaman yang berbeda. Akan tetapi, masih satu jenis. Bagian ujung tanaman dipotong, kemudian disambung dengan tumbuhan lainnya. Tumbuhan sejenis yang digunakan untuk menyambung harus memiliki kualitas yang lebih baik. Tumbuhan yang dapat dikembangbiakkan dengan cara mengenten adalah jeruk, jambu, dan durian.

Keuntungan dan kerugian reproduksi vegetatif buatan

Banyak petani yang mengembangkan cara reproduksi pada tanaman buah-buah, tanaman liar, dan lain-lain dengan cara mencangkok, stek, merunduk, okulasi, mengenten dan lain-lain. 

Cara ini memberikan beberapa keuntungan antara lain:

• Sifat tanaman baru akan sama persis dengan sifat tanaman induk.
• Cepat menghasilkan buah.

Disamping itu ada pula beberapa kerugian, antara lain:

• Tanaman yang berasal dari stek ataupun mencangkok umumnya mempunyai sistem perakaran yang kurang kuat.
• Perkembangbiakan secara vegetatif dapat menghasilkan sedikit keturunan.
• Bila tanaman hasil reproduksi vegetatif dipotong ranting-rantingnya maka dapat menyebabkan menurun pertumbuhannya.

B. REPRODUKSI GENERATIF

Proses reproduksi generatif adalah perkembangbiakan secara seksual yaitu memerlukan gamet jantan dan betina. Proses reproduksi tumbuhan berbiji diawali oleh proses penyerbukan dan dilanjutkan dengan proses pembuahan. Dari proses pembuahan inilah dihasilkan buah dan/atau biji tumbuhan. Dari biji tumbuhan inilah akan tumbuh - tumbuhan - baru.

Reproduksi seksual tumbuhan Angiospermae
 Ciri –ciri utama angiospermae adalah sebagai berikut : a. bakal biji diliputi oleh sporofil yang berbentuk karpel atau daging buah dan secara keseluruhan membentuk bakal buah atau ovarium, b. terdapat putik yang jelas yang terbagi menjadi tiga bagian yaitu : kepala putik, tangkai putik dan bakal buah, c. memiliki bunga sejati yang terdiri atas : perhiasan bunga, benang sari dan putik, d. setelah penyerbukan, terjadi pembuahan,bakal biji akan menjadi biji, dinding bakal buah akan menjadi daging buah.
Alat perkembangbiakan angiospermae adalah bunga. Bunga meliputi berdasarkan perhiasan bunga dan alat kelamin bunga.

a. Perhiasan bunga meliputi kelopak dan mahkota bunga.
b. Alat kelamin bunga (alat perkembangbiakan)

Bagian sebelah dalam dari lingkaran perhiasan bunga adalah alat kelamin bunga. Bagian alat kelamin bunga terdiri dari benang sari sebagai alat pembiakan jantan dan putik sebagai alat pembiakan betina. Benang sari berada pada lingkaran sebelah luar dari putik.

  Bagian-Bagian Bunga dan Fungsinya

PENYERBUKAN

Penyerbukan atau polinasi merupakan proses awal sebelum terjadinya pembuahan. Pada angiospermae, penyerbukan adalah proses melekatnya serbuk sari di kepala putik, sedangkan pada gymnospermae merupakan peristiwa melekatnya serbuk sari pada bala biji.

1. Macam-macam penyerbukan

Perkembangan khusus untuk tumbuhan Spermatophyta melalui dua peristiwa pentng, yaitu penyerbukan dan pembuahan. Penyerbukan adalah sampainya serbuk sari di kepala putik untuk tumbuhan Gymnospermae.

Berdasarkan asal serbuk sari, penyerbukan dapat dibedakan menjadi beberapa macam, perhatikantabel berikut ini! 

Jenis penyerbukan	Asal serbuk sari
Autogami (penyerbukan sendiri)	Dari satu bunga yang sama
Geitonogami (penyerbukan tetangga)	Dari bunga lain dalam satu pohon
Alogami (penyerbukan silang)	Dari bunga pohon lain yang masih satu spesies
Bastar	Dari bunga lain yang berasal dari varietas lain

Agar serbuk sari sampai ke kepala putik maka dalam penyerbukan ada hal-hal yang menjadi perantaranya, antara lain angin, air, hewan, dan manusia.

a. Angin (Anemogami)

Anemogami adalah sampainya serbuk sari ke kepala putik dengan bantuan angina. Ciri-ciri bunga yang penyerbukannya secara anemogami adalah sebagai berikut:

1. bunga tidak berwarna cerah, biasanya hijau, dan tidak terdapat kelopak bunga
2. bunga tidak berbau
3. tidak memiliki kelenjar madu
4. benang sari bertangkai panjang dan berjumbai di luar bunga
5. putik melekat di tengah
6. serbuk sari sangat banyak, kecil seperti bubuk, kering, ringan, dan permukaannya halus
7. struktur bunga sederhana
8. putik berbentuk spiral atau pensil sehingga membentuk permukaan yang lebih besar untuk memudahkan menangkap serbuk sari.

Anemogami dapat terjadi pada rumput-rumputan.

b. Air (Hidrogami)

Hidrogami artinya sampainya serbuk sari ke kepala putik dengan bantuan air. Hidrogami lazim terjadi pada tumbuhan air, misalnya Hydrilla, eceng gondok, dan teratai.

c. Hewan (Zoidiogami)

Penyerbukan dengan perantara hewan biasanya dilakukan oleh serangga, burung, kelelawar, dan siput.

Hewan-hewan yang berperan dalam penyerbukan disebut polinator dan peristiwa penyerbukannya disebut polinasi.

Entomogami

Entomogami adalah penyerbukan dengan perantara serangga. Entomogami biasanya terjadi pada tumbuhan yang menghasilkan madu dan serbuk sari. Contoh hewannya, antara lain kupu-kupu, lalat, kumbang, dan lebah.

Saat mengisap madu, tubuh serangga tertempel serbuk sari, dan jika serangga beralih ke bunga lain atau menyentuh kepala kepala putik tersebut sehingga terjadilah penyerbukan.

Ciri-ciri bunga yang diserbuki oleh serangga adalah sebagai berikut:

1. mahkota dan benang sari berwarna cerah
2. memiliki kelenjar madu
3. benang sari di dalam bunga
4. anthera (kepala sari) bersatu di bagian dasar atau belakangnya
5. serbuk sari hanya sedikit, besar seperti tepung, berat, lengket, dan kadang-kadang permukaannya berukir
6. putik lengket dan kecil
7. struktur bunga termodifikasi untuk tempat mendarat dan makan bagi serangga
8. bunga berbau harum
9. Ornitogami

Ornitogami adalah penyerbukan dengan bantuan burung. Bunga yang dipolinasi oleh burung biasanya mengandung madu dan air, serta berwarna merah atau mengandung unsure warna merah karena burung peka terhadap warna ini. Selain itu, bentuk bunga yang diserbuki burung biasanya khusus. Contohnya, bunga yang diserbuki oleh burung kolibri memiliki tabung nectar yang panjang dan sempit. Burung kolibri menjilat madu dengan lidahnya yang tipis dan panjang.

 Kelelawar (Kripterogami)

Kripterogami adalah penyerbukan dengan bantuan kelelawar. Bunga yang dipolinasi oleh kelelawar biasanya mekar di malam hari, berukuran besar, berwarna cerah, dan letaknya tidaknya tersembunyi.

 Siput (Malakogami)

Malakogami adalah penyerbukan yang terjadi dengan bantuan siput. Malakogami terjadi pada tumbuhan yang sering dikunjungi siput.

Manusia (Antropogami)

Antropogami adalah penyerbukan yang sengaja dilakukan oleh manusia, misalnya penyerbukan pada bunga tumbuhan vanili dan beberapa jenis anggrek. Penyerbukan dengan perantara manusia biasanya dilakukan karena bunga tersebut tidak dapat menyerbuk sendiri atau karena manusia ingin melakukan persilangan buatan untuk mencari varietas-varietas baru.

Pembahasan reproduksi generatif pada tumbuhan akan dibagi menjadi dua, yaitu kelas Angiospermae dan Gymnospermae. Berikut akan dibahas satu persatu.

Angiospermae dapat berkembang biak secara generatif dan vegetatif. Berikut skema siklus hidup Angiospermae secara generatif.

                                                   

         Pembentukan gametofit betina berasal dari hasil pembelahan inti kandung lembaga primer di dalam bakal biji. Proses pembentukannya adalah sebagai berikut :  inti kandung lembaga primer membelah tiga kali berturut-turut sehingga terbentuk delapan inti, tiga inti didaerah mikrofil yang terdiri dari satu buah sel telur dan dua sel pengapit sel telur, yang disebut sel sinergid, tiga inti di daerah kalaza disebut antipoda, dan dua inti bergerak ke bagian tengah kandung lembaga melebur membentuk inti kandung lembaga sekunder. Jadi gametofit betina terdiri atas sel telur(n), sel sinergid (n) dan inti kandung lembaga sekunder (2n).

       Gametofit jantan dibentuk di dalam kantong sari.. Selama Gametogenesis inti serbuk sari membelah menghasilkan inti vegetatif dan inti generatif, yang tidak sama besar. Sel vegetatif lebih besar dari sel generatif. Inti sel generatif membelah secara mitosis dan menghaslkan 2 sel sperma.

   Proses pembuahan berawal dari proses penyerbuakan. Selisih antara penyerbukan dan proses pembuahan relatif pendek. Pada saat serbuk sari jatuh di kepala putik segera terbentuk buluh serbuk sari .Pada ujung buluh serbuk sari terdapat inti vegetatif bertindak sebagai penunjuk jalan bagi dua inti sperma. Selanjutnya buluh serbuk sari terus tumbuh memanjang mencapai bakal biji. Di dalam bakal biji inti sperma I (n) membuahi sel telur (n) sehingga terbentuk zigot (2n) dan inti sperma II (n) membuahi inti kandung lembaga sekunder sehingga terbentuk endosperm (3n). Peristiwa pembuahan ini disebut pembuahan ganda.

Reproduksi Tumbuhan Gymnospermae

Tumbuhan Gymnospermae menghasilkan heterospora yaitu berupa mikrospora dan megaspora. Mikrospora berkembang menjadi mikrogametofit (gametofit jantan) dan berisi serbuk sari. Sementara itu, megaspora berkembang menjadi megagametofit (gametofit betina). Pada bakal biji (megaspora) terdapat struktur liang biji ( mikrofil) dan kantong serbuk sari (pollen chamber) yang mengganti fungsi bunga sebagai organ reproduksi betina.

Setelah serbuk sari dilepas, butir serbuk sari berkembang menjadi sperma. Pada saat penyerbukan, serbuk sari melekat pada bakal biji. Selanjutnya, sperma bergerak menuju sel telur melalui buluh sebuk sari. Jika terjadi pembuahan, akan terbentuk zigot yang berkembang menjadi embrio dan biji. Jika biji tersebut jatuh pada tempat yang sesuai, biji akan tumbuh dan berkembang menjadi tumbuhan baru.

Penyerbukan pada Gymnospermae dilakukan dengan perantara angin (anemokori). Skema daur hidup tumbuhan Gymnospermae digambarkan pada bagan berikut ini.

Gambar:  Skema daur hidup tumbuhan Gymnospermae

 Gymnospermae belum memiliki bunga yang sesungguhnya. Alat reproduksi disebut konus atau runjung yang dilindungi oleh sisik. Runjung ada 2 macam yaitu runjung betina dan runjung jantan. Runjung jantan mempunyai beberapa mikrosporofil. Setiap mikrosporofil mempunyai dua mikrosporangium yang di dalamnya terbentuk sel induk mikrospora. Sel induk mikrospora akan mengalami meiosis menghasilkan empat mikrospora yang haploid. Runjung betina terdiri atas sumbu tengah yang dilekati sisik. Setiap sisik terdapat dua ovul (bakal biji). Setiap ovul dilapisi oleh integument yang bersatu dengan megasporangium. Di dalam megasporangium terdapat satu sel induk megaspore yang akan mengalami meiosis menghasilkan empat megaspore. Tiga diantara megaspore akan mereduksi diri sehingga tinggal satu megaspore yang fungsional.

           Proses penyerbukan dan pembuahan terjadi sebagai berikut :  Serbuk sari mulai berkecambah dan membentuk tabung sari serta masuk ke jaringan megasporangium. Sel generatif membelah menjadi sel tangkai dan sel tubuh. Sel tubuh membelah membentuk gamet jantan atau sperma. Tabung serbuk sari akan menembus sel leher dari arkegonium dan melepaskan isinya  kedalam sel telur. Salah satu sel sperma akan bersatu dengan sel telur dan semua sisa dari inti gametofit jantan akan tereduksi.