Pada
perkembangbiakan seksual diperlukan dua sel kelamin (gamet) yang berbeda
jenisnya dimana terdapat perbedaan morfologi seperti sel telur (ovum) dan sel
kelamin jantan (sperma).Gamet jantan di hasilkan dalam arthera
(kotak sari), sedangkan gamet betina di hasilkan dalam ovarium Perbedaan
morfologi ini juga mencakup perbedaan jumlah dan ukuran, seperti pada
spermatozoa, jumlah lebih banyak dan ukurannya lebih kecil di bandingkan dengan
sel telur (ovum).Apabila bunga sudah menghasilkan gamet jantan dan betina, maka
penyerbukan dapat terjadi yang selanjutnya menghasilkan zigot.
Pada tumbuhan biji
(spermatophyta),perkembangbiakan seksual dilakukan dengan biji sebagai hasil
pembuahan sel telur oleh sperma.Peristiwa pembuahan ini sebelumnya didahului
oleh peristiwa penyerbukan dimana jatuhnya melekatnya serbuk sari pada kepala
putik.
A.
Perkembangan Organ Reproduksi
Seperti halnya pada manusia dan hewan yang masing-masing
memiliki organ reproduksi,bungan juga memiliki organ reproduksi.Organ
reproduksi betina berupa ovarium terdapat dalam pangkal putik sedangkan organ
reproduksi jantan berupa temapt pembentukan sperma terdapat di dalam kantung
serbuk sari (sporangium).
Organ bunga berurutan dari bagian luar ke bagian dalam
bunga, adalah kelopak bunga (sepal), mahkota bunga (petal), benang sari
(stamen), dan putik (carpel).Benang sari dan putik bunga mengandung sporangia
yang secara berturut-turut adalah ruangan tempat berkembangnya gametofit jantan
dan betina.Gametofit jantan adalah serbuk sari yang mengandung sel sperma, yang
terbentuk di dalam ruang kepala sari (anther) pada ujung serbuk sari.Gametofit
betina adlah struktur mengandung sel telur yang diosebut kantung embrio.
Kantung embrio berkembang didalam struktur yang disebut
bakal biji (ovule),yang terbungkus oleh ovarium (bagian pangkal putik).Dengan
demikian, benang sari dan putik adalah organ reproduktif bunga, sementara
kelopak bunga dan mahkota bunga adalah organ non-reproduktif.
Evolusi bunga selama lebih dari 130 juta tahun telah membawa
perubahan pada angiosperma.Hal ini ditandai dengan tereduksinya satu atau lebih
organ dasar bunga-kelopak bunga, mahkota bunga, benang sari dan putik.Para ahli
biologi tumbuhan telah membedakan bunga-bunga tersebut menjadi bunga lengkap
(complete flower), yaitu bunga yang memiliki semua keempat organ dasar bunga
tersebut, dan bunga tak lengkap (incomplete flower), adalah bunga yang tidak
memiliki sari atau lebih dari keempat organ bunga tadi.Lalu bunga yang
dilengkapi dengan benang sari dan putik disebut bunga sempurna (perfect
flower), meskipun bunga tersebut tidak memiliki kelopak bunga ataupun mahkota
bunga.Bunga tak sempurna (imperfect flower) adalah bunga tak lengkap yang tidak
memiliki kepala sari atau putik.Bunga uniseksual ini disebut juga staminat
(bunga jantan) atau karpelat (bunga betina).
Jika bunga staminat dan karpelat terdapat pada individu
tumbuhan yang sama, maka spesies tumbuhan ini disebut berumah satu
(monoecious), contohnya jagung, bagian yang disebut “tongkol (ear)” sebenarnya
berupa kumpulan bunga karpelat, sedangkan malai jagung terdiri atas bunga
staminat. Sebaliknya,suatu spesies berumah dua (dioecious) memiliki bunga
staminat dan karpelat pada tumbuhan yang berlainan, contohnya palem berbiji dan
kurma.
Perbedaan-perbedaan lainnya pada bunga juga didasarkan pada
ukuran, bentuk dan warna yang beraneka ragam.Hal ini menggambarkan adaptasi
bunga terhadap penyerbuk (polinator) yang berlainan.
Selanjutnya peristiwa penyerbukan (polinasi) terjadi ketika
serbuk sari yang lepas dari kepala sari dan dibawa angin atau hewan, mendarat
di kepala putik yang lengket yang terletak di ujung kepala putik (meskipun
tidak selalu pada tumbuhan yang sama ).Tabung serbuk sari tumbuh ke bagian
bawah karpel dan menuangkan sel-sel sperma ke dalam kantung embrio sehingga
menyebabkan terjadinya pembuahan sel. Masing-masing zigot akan menjadi embrio,
dan saat embrio tumbuh, bakal biji berkembang menjadi biji. Ovarium seluruhnya
akan berkembang menjadi buah yang mengandung satu atau lebih biji, hal ini
tergantung spesiesnya. Buah yang terbawa angin atau hewan akan membantu
tersebarnya biji ini ke tempat-tempat yang jaraknya jauh dari tempat asalnya.
Jika biji ini jatuh pada tempat yang cukup lembab, bji tersebut akan
berkecambah: artinya embrio-embrio benih mulai tumbuh menjadi benih-benih,
suatu generasi baru sporofit-berbunga.
B.
Perkembangan Gametofit Tumbuhan
- Perkembangan
Gametofit Jantan (Polen atau Serbuk Sari)
Di dalam sporangia (kantung polen) kepala sari, sel-sel
diploid yang disebut mikroporosit mengalami meiosis,yang masing-masing
membentuk empat mikrospora haploid.Masing-masing mikrospora akhirnya membelah
sekali lagi melalui mitosis dan menghasilkan dua sel, yakni sel generatif dan sel
tabung.Struktur bersel dua ini terbungkus dalam dinding tebal dan resisten yang
terpahat pola rumit yang unik bagi spesies tumbuhan tertentu.Bersama-sama,
kedua sel itu dan dindingnya membentuk sebuah butiran serbuk sari, atau
gametofit jantan yang belum dewasa.
- Perkembangan
Gametofit Betina (Kantung Embrio)
Bakal biji,yang masing-masing mengandung sebuah sporangium,
terbentuk di dalam ruangan ovarium.Satu sel di dalam sprorangium masing-masing
bakal biji, megasporosit,tumbuh dan kemudian mengalami meiosis, menghasilkan
empat megaspora haploid.
Pada banyak angiosperma hanya satu megaspora yang mampu
bertahan hidup.Megaspora ini terus tumbuh, dan nukleusnya membelah mealui
mitosis sebanyak tiga kali, menghasilkan satu sel besar dengan delapan nukleus haploid.Membran
kemudian membagi masa ini menjadi struktur multiseluler yang disebut kantung
embrio (embryo sac), yang tak lain adalah gametofit betina. Pada salah satu
ujung kantung embrio itu terdapat tiga sel: sel telur, atau gamet betina, dan
dua sel yang disebut sinergid yang mengapit telur.Pada ujung yang berlawanan
terdapat tiga sel antipodal. Kedua nukleus lainnya disebut nukleus polar, tidak
dibagi ke dalam sel-sel terpisah akan tetapi berbagi sitoplasma sel pusat yang
besar pada kantung embrio tersebut.Bakal biji sekarang terdiri dari kantung
embrio (gametofit betina) dan integumen, lapisan pelindung jaringan sporofit
yang terletak di sekitar kantung embrio.
C.
Penyerbukan: Penyatuan Gametofit
Jantan dan Betina
Supaya sel telur dapat dibuahi, gametofit jantan dan betina
harus bertemu dan menyatukan gametnya.Tahap pertama adalah polinasi (polination
atau penyerbukan), penempatan serbuk sari ke atas kepala putik.Beberapa
tumbuhan, termasuk rumput dan banyak pohon, menggunakan angin sebgai alat penyerbuk
atau polinator, dengan cara membebaskan serbuk sari yang sangat kecil dalam
jumlah yang sangat banyak.Namun demikian, banyak angiosperma tidak mengandalkan
tiupan angin yang tidak mempunyai tujuan untuk membawa serbuk sarinya melainkan
berinteraksi dengan hewan yang memindahkan serbuk sari secara langsung dari
bunga ke bunga.
Beberapa bunga melakukan penyerbukan sendiri, tetapi
sebagian besar angiosperma memiliki mekanisme yang membuat sulit atau tidak
mungkin bagi suatu bunga untuk menyerbuki dirinya sendiri.Berbagai rintangan
yang menghalangi penyerbukan sendiri memberikan sumbangan terhadap keragaman
genetik dengan cara menjamin sel telur dan sel sperma berasal dari induk yang
berbeda-beda.Tumbuhan-tumbuhan berumah dua, tentunya, tidak dapat melakukan
penyerbukan sendiri karena mereka adalah bunga uniseksual, hanya staminat atau
karpelat.
Pada beberapa bunga sempurna,benang sari dan putik akan
mencapai kedewasaan pada waktu yang berbeda.Banyak bunga dipolinasi oleh hewan
secara struktural tersusun sedemikian rupa sehingga tidak mungkin polinator
atau penyerbuk dapat memindahkan serbuk sari dari kepala sari ke kepala putik
pada bunga yang sama. Bunga lain adalah bunga yang self-incompatible¸ jika
butiran sebuk sari berasal dari kepala sari ternyata mendarat pada kepala
putikbunga pada utmbuhan yang sama,suatu hambatan biokimiawi akan menghalangi
serbuk sari itu untuk menyelesaikan perkermbangannya dan membuahi sebuah sel telur.
D.
Perkembangan Bakal Biji Menjadi Biji
yang Mengandung Embrio dan Cadangan Makanan
Tahap awal dalam perkembangan buah dan
biji adalah pembelahan sel yang cepat tanpa banyak mengalami pembesaran. Faktor
utamanya karena terlibatnya sitokinin yang banyak di produksi oleh endosperm.
Berbagai jaringan dari tumbuhan induk, dalam pembentukan buah. Setelah tahap
pembelahan sel, fase pertumbuhan berikutnya yaitu pembesaran sel. Dari beberapa
penelitian di duga bahwa hal ini di sebabkan oleh auksin yang di hasilkan di
dalam biji. Apabila biji-biji tersebut di keluarkan dari buah yang sedang
berkembang dapat di teruskan apabila di beri auksin.
1.
Perkembangan Endosperma
Endosperma tersebut kaya akan zat-zat makanan,yang
disediakan oleh endosperma bagi embrio yang sedang berkembang.Pada sebagian
besar monokotil, endosperma juga menumpuk zat-zat makanan yang dapat digunakan
oleh biji setelah perkecambahan.Pada banyak dikotil, cadangan makanan endosperm
diangkut ke kotiledon (keping biji) sebelum biji itu menyelesaikan
perkembangannya, dan sebagai akibatnya biji dewasa itu tidak mengandung
endosperma.
2.
Perkembangan Embrio
Pembelahan embrio pertama yang dilakukan oleh zigot adalah
transversal, yang membagi sel telur yang telah dibuahi itu menjadi sebuah sel
basal dan sebuah sel terminal.Sel terminal akhirnya akan membentuk sebagian
besar embrio itu. Sel basal akan terus membelah diri secara transversal,
menghasilkan suatu benang sel-sel yang disebut suspensor (penggantung), yang
akan menjaga agar embrio tetap berada di integumen bakal-biji dan memindahkan
zat-zat makanan ke embrio tersebut dari tumbuhan induk dan, pada beberapa
tumbuhan, dari endospermanya. Sementara itu, sel terminal akan membelah diri
beberapa kali dan membentuk suatu proembrio yang berbantuk bola yang bertaut
dengan suspensor tadi.Kotiledon, atau keping biji, mulai terbentuk sebagai
benjolan pada proembrio tersebut.Dikotil, dengan kedua kotiledonnya, berbentuk
seperti jantung pada tahap ini.Hanya satu kotiledon saja yang berkembang pada
monokotil.
Segera setelah kotiledon-kotiledon yang belum sempurna ini
muncul, embrio akan memanjang.Di antara kotiledon terdapat meristem apikal dari
tunas embrionik. Ada ujung berlawanan dari sumbu embrio tersebut, di mana
suspensor akan bertaut, terdapat ujung dari akar embrionik, juga dengan sebuah
meristem. Setelah biji berkecambah, meristem apikal yang terletak pada ujung
tunas dan akar akan menyokong pertumbuhan primer selama tumbuhan itu
hidup.Ketiga meristem primer—protoderm, meristem dasar, dan prokambium—juga ada
pda embrio. Dengan demikian, perkembangan embrio menghasilkan dua ciri bentuk
tumbuhan; sumbu akar-tunas, dengan meristem pada ujung yang berlawanan; dan
pola radial protoderm, meristem dasar, dan prokambium, kumpulan yang akan
menyebabkan munculnya ketiga sistem jaringan (jaringan dermal, jaringan dasar,
dan jaringan pembuluh).
Sementara embrio berkembang, biji akan menumpuk protein,
minyak,pati dan menahan zat-zat makanan ini dalam tempat penyimpanan sampai
biji tersebut berkecambah.
3.
Struktur Biji Dewasa
Dalam tahap pematangannya, biji akan mengalami dehidrasi
samapi kandungan airnya hanya sekitar 5% hingga 15% dari bobotnya. Embrio
tersebut akan berhenti bertumbuh kembang sampai biji berkecambah.Embrio
dikelilingi oleh kotiledonnya yang sudah membesar, oleh endosperma, atau oleh
keduanya.Embrio dan persediaan makanannya terbungkus oleh suatu selaput biji
(seed coat) yang terbentuk dari integumen bakal-biji, nenek moyang biji.
Dengan membuka biji kacang, akan terlihat lebih jelas jenis
biji-dikotil.Pada tahapan ini, embrio merupakan suatu struktur memanjang, sumbu
embrioniknya, bertaut pada kotiledon berdaging.Di bawah titik di mana kotiledon
bertaut, sumbu embrionik itu disebut hipokotil.Hipokotil berakhir pada radikula
(radicle) atau akar embrionik.Bagian sumbu embrionik di atas kotiledon adalah
epikotil. Pada ujungnya terdapat plumula, yang terdiri dari ujung tunas
dengan sepasang daun miniatur.
Kotiledon kacang berdaging sebelum biji itu berkecambah
karena kotiledon menyerap makanan dari endosperma ketika biji berkembang.Namun
demikian, biji beberapa dikotil,seperti biji jarak, memeprtahankan persediaan
makanannya dalam endosperma dan memiliki kotiledon yang sangat tipis. Kotiledon
itu akan menyerap zat-zat makanan dari endosperma dan memindahkannya ke embrio
ketika biji itu mulai berkecambah.
Biji monokotil memiliki sebuah kotiledon.anggota famili
rumput-rumputan, yang meliputi jagung dan gandum, memiliki jenis kotiledon
khusus yang disebut skutelum.Skutelum itu sangat tipis, dengan luas permukaan
yang sangat besar yang ditekankan ke arah endosperma, di mana dari endosperma
ini skuletum akan menyerap zat-zat makanan selama perkecambahan. Embrio dari
suatu biji rumpur-rumputan erbunkgus oleh lapisan pembungkus yang terdiri dari
koleorhiza, yang menutupi akar, dan koleoptil, yang menyelubungi tunas embrionik.
E.
Reproduksi Tumbuhan Berbiji
1.
Reproduksi Vegetatif
Reproduksi vegetatif pada tumbuhan berbiji dapat dibedakan
menjadi dua macam yaitu reproduksi vegetatif alami dan reproduksi vegetatif
buatan.Reproduksi vegetatif alami adalah reproduksi vegetatjf yang terjadi
secara alami (tanpa campur tangan manusia),sedangkan reproduksi vegetatif
buatan adalah reproduksi vegetatif dengan bantuan manusia.
- Rhizoma
Rhizoma (akar rimpang) sebenarnya adalah akar yang tumbuh
mendatar dan terletak di bawah permukaan tanah.Rhizoma berbentuk mirip akar,
tetapi berbuku-buku (beruas-ruas) seperti batang dan pada ujungnya terdapat
kuncup.Pada setiap buku terdapat daun yang berubah bentuk menjadi sisik dan di
setiap ketiak sisik terdapat tunas.Jika tunas di ujung rhizoma dan ketiak
tumbuh menjadi tanaman baru tanaman tersebut tetap bergabung dengan tanaman
induknya sehingga membentuk rumpun Rhizoma antara lain ditemukan pada tanaman
lengkuas, kunyit, sansiviera, dan temu lawak.
- Geragih
(Stolon)
Geragih (stolon) adalah batang yang tumbuh menjalar di atas
atau di bawah permukaan tanah.Pada geragih terdapat buku-buku dengan
tunas-tunas yang dapat tumbuh menjadi organisme baru Di bagian bawah tunas
dapat tumbuh akar-akar serabut baru.Kuncup bagian ujung umumnya menyentuh
ranah. Setelah jauh dari induknya, ujung geragih akan membelok ke atas dan
tumbuh menjadi tanaman baru yang jauh dari induknya. Contoh tumbuhan yang
berkembang biak dengan geragih adalah pegagan dan arbei (geragih tumbuh
menjalar di atas tanah),serta rumput teki (geragih tunbuh di barvah permukaan
tanah).
- Tunas
Adventif
Tunas adventif adalah tunas yang tumbuh bukan pada ujung
batang ataupun ketiak daun.Contoh tumbuhan yang me|akukan perkembangbiakan
dengan tunas adventif adalah cocor bebek,kesemek, dan sukun.
- Umbi
Lapis
Umbi lapis adalah tunas yang mengalami modifikasi terdiri
atas batang yang sangat pendek, dibungkus oleh daun-daun yang berdaging, dan
menyerupai sisik.Contoh tumbuhan yang berkembangbiak dengan umbi lapis adalah
bawang merah, bawang putih, dan bakung.
- Umbi
Batang
Umbi batang adalah batang yang tumbuh di dalam tanah,
ujungnya menggembung membentuk umbi.Bagian ini merupakan tempat menyimpan
cadangan makanan, terutama zat tepung.Contoh tumbuhan yang berkembangbiak
dengan umbi batang adalah kentang dan gembili.Umbi batang juga merupakan alat
perkembangbiakan secara vegetatif.Pada umbi batang dapat tumbuh mata tunas,yang
dapat tumbuh menjadi tanaman baru.
2.
Reproduksi Generatif
Pada tumbuhan, sebelum terjadi proses pembuahan
(fertilisasi), terjadi proses penyerbukan/persarian (polinasi).Pada tumbuhan
biji tertutup (Angiospermae).Penyerbukan adalah peristiwa jatuhnya melekatnya
serbuk sari di kepala putik.Pada tumbuhan biji tertutup
(Gymnospermae).Penyerbukan adalah melekatnya serbuk sari langsung pada bakal
biji.
Tumbuhan berumah satu adalah tumbuhan yang memiliki alat
kelamin jantan dan betina dalam satu tumbuhan.baik pada satu bunga ataupun pada
bunga yang berbeda.Contoh tumbuhan berumah satu adalah kacang-kacangan,jambu
-jambuan, dan terung-terungan.
Tumbuhan berumah dua adalah tumbuhan yang memiliki alat
kelamin jantan dan betina dalam tumbuhan yang berbeda,Contoh tumbuhan
berumah dua adalah salak dan pakis haji.
Berdasarkan faktor penyebab sampainya serbuk sari di kepala
putik, penyerbukan dapat dibedakan sebagai berikut:
- Anemogami
Adalah penyerbukan dengan bantuan angin.Anemogami terjadi
pada tumbuhan yang memiliki bunga dengan ciri-ciri: bunga berukuran kecil;
tidak mempunyai mahkota bunga atau mahkota bunganya berukuran kecil, mahkota
bunga tidak berrvarna menarik atau berwarna seperti daun; tidak mempunyai
kelenjar madu; tangkai bunga panjang. bunga terletak jauh di atas daun; serbuk
sari kecil, sangat banyak, dan ringan sehingga mudah diterbangkan angin;
kedudukan benang sari bergantungan, serbuk sarinya berhamburan jika digoyang;
kepala putik besar, berbulu, tangkai putik terjulur ke luar, kepala putik
menyembul keluar dari bunga sehingga mudah menangkap serbuk sari.Anemogami
dapat terjadi pada rumput-rumputan, padi, dan jagung.
- Hidrogami
Adalah penyerbukan dengan bantuan air.Hidrogami dapat
terjadi pada Hydrilla sp, eceng gondok, dan teratai.Penyerbukan dengan bantuan
air akan terjadi jika tubuh tanarnan terendam dalam air.
- Zoidiogami
Adalah penyerbukan dengan bantuan hewan.Zoidiogami terjadi
pada tumbuhan yang memiliki bunga dengan ciri-ciri: bunga berukuran besar;
mahkota bunga berwarna mencolok dengan aroma khas; memiliki kelenjar madu;
serbuk sari bersifat lengket (mudah melekat).Zoidiogami dapat terjadi pada
jambu, mangga, jeruk, dan pepaya.Zoidiogami dibedakan berdasarkan jenis hewan
yang membantu penyerbukan. Misalnya Entomogami (penyerbukan
dengan bantuan serangga, antara lain lalat, kumbang, dan lebah),malakogami
(penyerbukan dengan bantuan siput/bekicot), dan kiropterogani (penyerbukan
dengan bantuan kelelawar).
Penyerbukan dengan bantuan manusia (antropogami),sampainya
serbuk sari ke kepala putik dengan bantuan manusia.Hal ini terjadi karena tidak
ada perantara yang membantu penyerbukan.Penyerbukan ini dapat terjadi pada
vanili dan beberapa jenis anggrek.Penyerbukan ini dilakukan untuk mendapatkan
jenis bibit baru yang unggul.Berdasarkan asal serbuk sari yang jatuh ke kepala
putik.Penyerbukan dapat dibedakan sebagai berikut.
- Penyerbukan
sendiri (autogami)
Terjadi apabila serbuk sari yang jatuh ke kepala putik
berasal dari benang sari bunga itu sendiri.Jika terjadinya penyerbukan pada
saat bunga masih kuncup, disebut kleistogami.
- Penyerbukan
tetangga (geitonogami)
Terjadi apabila serbuk sari yang jatuh ke kepala putik
berasal dari benang sari bunga lain dalam satu tanaman.
- Penyerbukan
silang (allogami)
Terjadi apabila serbuk sari yang jatuh ke kepala putik
berasal dari benang sari bunga tanaman lain yang termasuk satu jenis (spesies).
- Penyerbukan
bastar
Terjadi apabila serbuk sari yang jatuh ke kepala putik
berasal dari benang sari bunga tanaman lain yang sejenis, tetapi berbeda
varietas, misalnya bunga mangga manalagi diserbuki bunga mangga golek.
