Pengangkutan Pada Tumbuhan: Mawar Pelangi

Tentu kita semua pernah melihat mawar beraneka warna selain putih, ada mawar pink, merah, kuning, jingga bahkan dengan keajaiban okulasi bisa kita dapatkan satu pohon memiliki bunga yang beraneka warna. Nah kini bahkan satu bunga memiliki warna petal beeraneka ragam yang disebut Rainbow Rose. 

Bagaimana proses terjadinya? Yuk kita bahan dasar-dasarnya:

Pengangkutan pada tumbuhan secara garis besar ada dua yaitu pengangkutan air dan mineral dari akar hingga daun untuk bahan fotosintesis, yang hasilnya akan diedarkan keseluruh bagian tumbuhan dari daun.

1. Proses Pengangkutan Air dan Garam Mineral

Pengangkutan air dan garam – garam mineral pada tumbuhan tingkat tinggi, seperti pada tumbuhan biji dilakukan melalui dua mekanisme. 

a. Pengangkutan Ekstravasikuler 

Pengangkutan ini dilakukan di luar berkas pengangkut, maka disebut pengangkutan ekstravsikuler. Zat yang diangkut adalah air dan garam-garam mineral. Dalam perjalanan menuju silinder pusat, air akan bergerak secara bebas di antara ruang antar sel. Pengangkutan air dan mineral dari dalam tanah di luar berkas pembuluh ini dilakukan melalui 2 mekanisme, yaitu apoplas dan simplas: 

1). Pengangkutan Apoplas

Trnasportasi apoplas ini adalah menyusupnya air tanah secara difusi bebas atau transport pasif melalui semua bagian tak hidup dari tumbuhan, misalnya dinding sel dan ruang-ruang antara sel. Air masuk dengan cara difusi, aliran air secara apoplas tidak tidak dapat terus mencapai xylem karena terhalang oleh lapisan endodermis yang memiliki penebalan dinding sel yang dikenal sebagai pita kaspari. Apoplas dapat terjadi pada setiap dinding sel kecuali endodermis. Khusus endodermis dilakukan secara osmosis. 

2). Pengangkutan Simplas

Simplas adalah bergeraknya air tanah dan zat terlarut melalui bagian hidup dari sel tumbuhan, misalnya sitoplasma atau vakuola, dari sel ke sel. Pada pengangkutan ini, setelah masuk kedalam sel epidermis bulu akar, air dan mineral yang terlarut bergerak dalam sitoplasma dan vakuola, kemudian bergerak dari satu sel ke sel yang lain melalui plasmodesmata. Sistem pengangkutan ini menyebabkan air dapat mencapai bagian silinder pusat. Adapun lintasan aliran air pada pengangkutan simplas adalah sel – sel bulu akar menuju sel – sel korteks,  endodermis, perisikel, dan xylem. Dari sini , air dan garam mineral siap diangkut ke atas menuju batang dan daun.

b. Pengangkutan Intravasikuler

Pengangkutan air dan mineral diserap oleh akar menuju atas ini berlangsung melalui berkas pengangkut, yaitu Xylem, sehingga proses pengangkutan disebut pengangkutan vaskuler.

Setelah melewati sel – sel akar, Air dan garam mineral dari dalam tanah memasuki tumbuhan melalui epidermis akar, menembus korteks akar, masuk ke stele dan kemudian mengalir naik ke pembuluh xylem sampai pucuk tumbuhan (batang sampai ke mesofil daun).

Pembuluh Xylem (kayu)  disusun oleh beberapa jenis sel, namun bagian yang berperan penting dalam proses pengangkutan air dan mineral ini adalah sel – sel trakea. Bagian ujung sel trakea terbuka membentuk pipa kapiler. Struktur  jaringan xylem seperti pipa kapiler ini terjadi karena sel – sel penyusun jaringan tersebut tersebut mengalami fusi (penggabungan). Air bergerak dari sel trakea satu ke sel trakea yang di atasnya mengikuti prinsip kapilaritas dan kohesi air dalam sel trakea xylem.

Faktor – Faktor Yang Mempengaruhi Kecepatan Pengangkutan 

a. Daya Hisap Daun (tarikan transpirasi) 

Pada organ daun terdapat proses penguapan air melalui mulut daun (stomata ) yang dikenal sebagai proses transpirasi. Proses ini menyebabkan sel daun kehilanagan air dan timbul tarikan terhadap air yang ada pada sel – sel di bawahnya dan tarikan ini akan diteruskan molekul demi molekul, menuju ke bawah sampai ke seluruh kolom air pada xylem sehingga menyebabkan air tertarik ke atas dari akar menuju ke daun. Dengan adanya transpirasi membantu tumbuhan dalam proses penyerapan dan transportasi air di dalam tumbuhan. Adapun transpirasi itu sendiri merupakan mekanisme pengaturan fisiologis yang berhubungan dengan proses adaptasi tumbuhan terhadap lingkungan.

Ada beberapa faktor yang mempengaruhi proses kecepatan transparasi uap air dari daun, yaitu:

1) Temperatur udara, makin tinggi temperatur kecepatan transpirasi akan semakin tinggi.

2) Instensitas cahaya matahari, semakin tinggi intesitas cahaya matahari yang diterima daun, maka kecepatan transpirasi juga akan semakin tinggi.

3) Kelembaban udara, jika kelembaban udara disekitar tanaman tinggi justru terjadi perlambatan dalam transpirasi. Jika kelembaban rendah (kering) transpirasi akan berlangsung cepat.

4) Kandungan air tanah, jika kandungan air tanah banyak maka potensial air tanah akan lebih tinggi daripada di dalam sel-sel xylem sehingga laju transpirasi akan meningkat (tinggi). Jika air tanah sedikit maka penyerapan akar juga akan lambat dan tidak seimbang dengan kecepatan transpirasi

5). Di samping itu, transpirasi juga dipengaruhi oleh faktor dalam tumbuhan di antaranya adalah banyaknya pembuluh, ukuran sel jaringan pengangkut, jumlah, dan ukuran stomata.

b. Kapilaritas Batang

Pengangkutan air melalui pembuluh kayu (xylem), terjadi karena pembuluh kayu (xylem) tersusun seperti rangkaian pipa-pipa kapiler.

Dengan kata lain, pengangkutan air melalui xylem mengikuti prinsip kapilaritas. Daya kapilaritas disebabkan karena adanya kohesi antara molekul air dengan air dan adhesi antara molekul air dengan dinding pembuluh xylem. Baik kohesi maupun adhesi ini menimbulkan tarikan terhadap molekul air dari akal sampai ke daun secara bersambungan.

c. Tekanan Akar

Akar tumbuhan menyerap air dan garam mineral baik siang maupun malam. Pada malam hari, ketika transpirasi sangat rendah atau bahkan nol, sel-sel akar masih tetap menggunakan energi untuk memompa ion – ion mineral ke dalam xylem.

Air akan mengalir masuk dari korteks akar, menghasilkan suatu tekanan positif yang memaksa cairan naik ke xylem. Dorongan getah xylem ke arah atas ini disebut gaya tekanan akar (roof pressure). Tekanan akar juga menyebabkan tumbuhan mengalami gutasi, yaitu keluarnya air yang berlebih pada malam hari melalui katup pelepasan (hidatoda) pada daun. Biasanya air yang keluar dapat kita lihat pada pagi hari berupa tetesan atau butiran air pada ujung-ujung helai daun rumput atau pinggir daun kecil herba (tumbuhan tak berkayu) dikotil.

2.  Pengangkutan Hasil Fotosintesis

Tumbuhan melakukan fotosinstesis untuk memperoleh cadangan makanan dan unsur-unsur nutrisi yang penting bagi kehidupan. Hasil dari fotosintesis tersebut harus didistribusikan atau disalurkan. Proses distribusi bahan makanan dalam tumbuhan dikenal dengan translokasi. Translokasi merupakan pemindahan hasil fotosintesis dari daun atau organ tempat penyimpanannya ke bagian lain tumbuhan yang memerlukannya. Jaringan pembuluh yang bertugas mengedarkan hasil fotosintesis ke seluruh bagian tumbuhan adalah floem (pembuluh tapis).

Zat terlarut yang paling banyak dalam getah floem adalah gula, terutama sukrosa. Selain itu, di dalam getah floem juga mengandung mineral, asam amino dan hormon, berbeda dengan pengangkutan pada pembuluh xylem yang berjalan satu arah dari akar ke daun, , pengangkutan pada pembuluh floem dapat berlangsung ke segala arah, yaitu dari sumber gula (tempat penyimpanan hasil fotosintesis) ke organ lain tumbuhan yang memerlukannya.

Bukti bahwa hasil fotosintesis diangkut melalui pembuluh floem dapat jelas dilihat pada tumbuhan dikotil. Jika kulit kayu secara melingkar dikupas seperti pada kegiatan mencangkok, tampak di bagian atas keratin tetap segar yang menandakan bahwa terjadi pengangkutan air dan mineral dari tanah melalui berkas pembuluh kayu (xylem).

Sebaliknya, berkas-berkas pembuluh tapis terputus karena terletak di bagian kulit kayu. Dengan demikian zat organik hasil proses fotosintesis tidak dapat diangkut ke batang bagian bawah, sementara itu di atas keratin akan terbentuk jaringan baru yang berfungsi menutup luka, disebut sebagai kalus. Tampak pula bahwa pada tepi keratan yang terputus tadi akan menggembung karena terdapat penumpukan zat organik yang seharusnya disalurkan ke jaringan yang membutuhkan.

Pengangkutan ini tetap terjadi meskipun tanaman telah dipotong seperti bunga-bunga potong yang akan dibuat rangkaiannya. Nah untuk membuat Rainbow Rose kita perlu memahami prinsip kapilaritas. Kapilaritas terjadi karena gaya ikatan atar cairan (kohesi dan tekanan permukaan) dan gaya ikatan antara cairan dan permukaan lainnya (adesi) yang lebih besar dari gaya gravitasi. Karena inilah air dapat diserap oleh tumbuhan.  

Nah untuk membuat Rainbow rose dengan mencampurkan nmelarutkan pewarna dalam  pot tanaman. Untuk lebih jelasnya lihat disini. Akan muncul pola aneka warna berdasarkan Fibonacci.