Bagaimanakah daur reproduksi paku heterospora

Reproduksi tumbuhan paku dapat terjadi melalui dua cara, yakni secara seksual dan aseksual.

Dalam reproduksi seksual atau generatif, tumbuhan paku melalui pembentukan sel kelamin jantan dan betina. Sedangkan pada reproduksi aseksual menggunakan stolon yang menghasilkan gemma (tunas).

Kelamin betina dan jantan di dalam reproduksi seksual tumbuhan paku terbentuk oleh alat kelamin yang bernama gametogonium.

Baca Juga: Cara Kaktus Menyesuaikan Diri di Daerah Gurun yang Gersang, Ini Dia!

Reproduksi Tumbuhan Paku yang Unik

Tumbuhan paku (Pteridophyta) merupakan divisi kingdom Plantae. Untuk anggotanya terdiri dari daun sejati, akar, dan batang. Seperti tumbuhan lain, tumbuhan paku juga memiliki pembuluh angkut.

Pteridophyta berasal dari kata pteron yang berarti sayap bulu dan phiton yang merupakan tumbuhan. Sehingga, Pteridophyta merupakan tumbuhan yang termasuk ke dalam golongan tumbuhan berspora.

Tumbuhan paku menghasilkan spora dan memiliki susunan daun yang umumnya berbentuk bangun sayap, yaitu pada puncaknya terdapat bulu-bulu.

Pergiliran keturunan atau metagenesis yang tumbuhan paku alami sama seperti lumut. Metagenesis sendiri merupakan pergiliran keturunan yang melibatkan dua fase, yaitu fase sporofit dan fase gametofit.

Baca Juga: Sistem Gerak Pada Tumbuhan: Endonom, Higroskopis, dan Esionom

Fase sporofit terjadi ketika tumbuhan paku menghasilkan spora. Sedangkan fase gametofit terjadi pada saat tumbuhan paku sedang menghasilkan gamet (sel kelamin).

Pada saat fase gametofit tumbuhan paku memiliki sifat haploid (n) dan diploid (2m) saat fase sporofit. Protalium akan menghasilkan anteridium (organ reproduksi jantan) dan arkegonium (organ reproduksi betina).

Fungsi anteridium adalah untuk menghasilkan sperma. Sedangkan arkegonium untuk menghasilkan sel telur. Tahap gametofit akan mulai saat protalium tumbuh.

Protalium tersebut akan berkembang dan menghasilkan anteridium serta arkegonium tersebut. Kadar air yang tinggi mampu membuat sperma untuk bertemu ovum atau sel telur, sehingga terjadinya pembuahan.

Pada akhirnya, tahap pembuahan akan menghasilkan zigot. Kemudian, zigot akan terus tumbuh dan berkembang hingga memulai tahap sporofit baru.

Sedangkan reproduksi tumbuhan paku aseksual terjadi akibat adanya rhizoma. Rhizoma dapat tumbuh ke segala arah, hingga membentuk koloni tumbuhan paku baru.

Baca Juga: Perbedaan Mikrosporogenesis dan Megasporogenesis pada Tumbuhan

Tumbuhan Paku Homospora dan Heterospora

Berdasarkan jenis sporanya, tumbuhan paku terbagi menjadi dua jenis, yaitu homospora dan heterospora. Tumbuhan paku homospora akan menghasilkan jenis spora yang nantinya akan menjadi protalium.

Pada paku homospora, sperma dan ovum akan muncul di dalam protalium yang sama. Lain halnya dengan tumbuhan paku heterospora.

Pada jenis tumbuhan paku heterospora akan menghasilkan dua jenis spora, yaitu megaspora dan mikrospora. Megaspora akan tumbuh menjadi protalium betina dan mikrospora menjadi protalium jantan.

Hal itu membuat tumbuhan paku heterospora menghasilkan sperma dan ovum di dua protalium yang terpisah.

Cara reproduksi tumbuhan paku yang dapat dilakukan baik secara seksual maupun aseksual sangatlah menarik. Baik hasil tanaman paku secara aseksual maupun seksual akan tetap sama dan tidak memiliki perbedaan sedikitpun. (R10/HR-Online)

Mari Mengenal Daur HidupTumbuhan Paku (Pteridophyta), Lengkap dengan Penjelasan Gambar /Pexels/Martinus

freepik.com/miltsova

Ilustrasi tumbuhan paku

Tumbuhan paku merupakan organisme autotrof yang memiliki kemampuan untuk menyusun zat makanannya sendiri maupun untuk organisme lainnya. Tumbuhan paku atau yang biasa disebut dengan tumbuhan pakis tersebut termasuk ke dalam tumbuhan berkormus atau kormophyta, yaitu jenis tumbuhan yang memiliki akar, batang, dan daun sejati. Spora yang dimiliki tumbuhan paku dibentuk dalam kotak spora, sehingga tumbuhan paku juga dapat disebut sebagai kormophyta berspora. Untuk lebih jelasnya bagaimana ciri, struktur, dan hal lain yang berkaitan dengan kehidupan tumbuhan paku, akan dijelaskan dalam subtopik di bawah ini.

Ciri-ciri Tumbuhan Paku

Tidak hanya memiliki akar, batang, dan daun sejati, tumbuhan paku juga memiliki ciri khusus pada bagian-bagian tersebut, yaitu sebagai berikut:

1. Ciri-ciri Daun Tumbuhan Paku

• Berbentuk melingkar dan manggulung pada usia muda.
• Berdasarkan ukuran, daunnya terbagi atas mikrofil (daun berukuran kecil) dan makrofil (daun berukuran besar).
• Berdasarkan fungsi, daunnya terbagi atas sporofil (daun penghasil spora) dan tropofil (daun untuk fotosintesis). Namun meskipun sporofil, umumnya daun tersebut juga dapat melakukan fotosintesis yang disebut dengan daun troposporofil.
• Memiliki sorus dibawah permukaan daunnya. Sorus merupakan kumpulan bulatan kecil (spora) yang dilindungi oleh indusium pada usia muda. Di dalam sorus terdapat banyak sporangium yang merupakan tempat pembentukan spora (kotak spora).

Perbedaan Struktur Spora, Sporangium, dan Indusium
Sumber gambar: fs.fed.us

2. Ciri-ciri Batang Tumbuhan Paku

• Batang pada paku sebagian besar tidak terlihat karena berada di dalam tanah, namun ada pula paku yang memiliki batang di permukaan, seperti
• Terdapat beberapa batang pada paku yang berupa rhizome (belum memiliki batang yang nyata).
• Memiliki pembuluh atau berkas pengangkut.

3. Ciri-ciri Akar Tumbuhan Paku

• Akarnya bersifat serabut yang ujungnya dilindungi oleh kaliptra (tudung akar)

Struktur Tumbuhan Paku

Tumbuhan paku merupakan tumbuhan berpembuluh yang tidak berbiji.

Daunnya memiliki beberapa bentuk spora, seperti:

1. Paku homospora = menghasilkan jenis dan ukuran spora yang sama. Contoh: paku kawat (Lycopodium)
2. Paku heterospora = menghasilkan jenis dan ukuran spora yang berbeda. Contoh: Selaginella
3. Paku peralihan = menghasilkan ukuran spora yang sama, namun bejenis kelamin jantan dan betina. Contoh: paku ekor kuda (Equisetum)

Pertumbuhan batang tumbuhan paku juga memiliki bentuk yang beraneka ragam, seperti:

1. Paku pohon (Cyathea), tumbuhan paku yang memiliki bentuk batang seperti batang pohon palem.
2. Paku kawat (Lycopodium), tumbuhan paku yang memiliki bentuk batang seperti kawat.

Batang paku yang berbentuk rhizome akan bercabang dan beruas pendek. Pada rhizome, terdapat akar seperti rambut, yang merupakan akar serabut. Contoh: paku suplir.

Jenis/Klasifikasi Tumbuhan Paku

1. Klasifikasi Tumbuhan Paku Berdasarkan Morfologi Tubuh

Berdasarkan perbedaan morfologi tubuh, tumbuhan paku dapat diklasifikasikan menjadi empat divisi, yaitu:

A. Psilophyta

• Tumbuhan berpembuluh paling primitif, atau disebut juga dengan paku purba.
• Belum memiliki struktur akar (masih akar rhizome).
• Umumnya tidak memiliki daun (paku telanjang), namun jika tumbuhan tersebut memiliki daun, bentuknya kecil (mikrofil) dan belum terdiferensiasi.
• Belum memiliki pembuluh pengangkut.
• Pada batangnya terdapat sporangium.
• Spora yang dihasilkan mempunyai jenis dan ukuran yang sama (homospor).
• Contoh: Psilotum nudum

Psilotum nudum
Sumber gambar: alchetron.com

B. Lycophyta

• Batang bercabang seperti kawat, atau disebut juga dengan paku kawat.
• Tumbuhan epifit (tubuhnya menumpang dengan tumbuhan lain).
• Daunnya berbentuk seperti rambut sisik, beberapa jenis telah menunjukkan diferensiasi menjadi jaringan tiang dan bunga karang.
• Sporangiumnya terkumpul dalam strobilus. Strobilus merupakan kumpulan sporofil yang membentuk struktur kerucut

Perbedaan Strobilus dengan Sporofil
Sumber gambar: Roy V. 2018, quora.com

• Berkas pengangkutnya masih sederhana.
• Beberapa Lycophyta seperti Lycopodium tidak berfotosintesis, melainkan bersimbiosis dengan jamur.
• Pada Lycopodium dapat menghasilkan spora tunggal yang nantinya akan berkembang menjadi gametofit yang memiliki organ jantan dan betina atau yang disebut juga dengan paku peralihan, sedangkan pada Selaginella dapat menghasilkan dua spora, yaitu spora kecil (mikrospora) dan besar (makrospora) atau yang disebut juga dengan heterospora.
• Contoh lain: isoetes

Sumber gambar: botit.botany.wisc.edu

C. Equisetophyta (Sphenophyta)

• Memiliki banyak daun dengan bentuk seperti kawat dan tersusun melingkar serta batangnya berongga dan beruas seperti ekor kuda, membuat kelompok paku ini disebut dengan paku ekor kuda.
• Seperti halnya pada Lycophyta, sporangium pada kelompok paku ini juga berada di dalam strobilus.
• Merupakan kelompok paku peralihan.
• Contoh: Equisetum debile.

Paku Ekor Kuda
Sumber gambar: indefenseofplants.com

D. Pterophyta

• Pterophyta dianggap sebagai paku sejati.
• Memiliki daun besar (makrofil) dan terdapat sorus dibawahnya dengan ciri khas menggulung pada usia muda.
• Banyak ditemukan di daerah pegunungan berhawa dingin dan digunakan sebagai tanaman hias.
• Sporangiumnya terdapat dalam sporofil.
• Contoh: Azolla pinnata, Adiantum, Asplenium nidus.

Adiantum sp.
Sumber gambar: gobotany.nativeplanttrust.org

2. Klasifikasi Tumbuhan Paku Berdasarkan Habitat

Berdasarkan habitat, tumbuhan paku dapat diklasifikasikan menjadi tiga divisi, yaitu:

A. Paku Tanah

Merupakan jenis tumbuhan paku yang hidup di tanah atau merayap di permukaan yang terjal.  Contoh: Lindsaya macracana.

B. Paku Epifit

Merupakan jenis tumbuhan paku yang hidup menumpang di tumbuhan lainnya, terutama pada pohon. Berdasarkan keterbukaan tempatnya, paku epifit sendiri terbagi lagi ke dalam dua kelompok, yaitu:

• Epifit terbuka
  Tumbuhan ini tumbuh pada bagian yang terkena sinar matahari langsung atau tahan terhadap hembusan angin. Contoh: Platycerium desvaux.

• Epifit tertutup
  Tumbuhan ini tumbuh pada bagian bawah pohon yang terlindungi (tertutup sinar matahari). Contoh: Antrophyum callifolium

C. Paku Akuatik

Berdasarkan keberadaannya di air, paku akuatik terbagi lagi ke dalam tiga kelompok, yaitu:

• Paku yang mengapung di permukaan air.

Contoh: famili Marsileaceae.

• Paku yang berada di dalam kolom air.

Contoh: Acrosticum aureum L.

• Paku yang berada di daerah pasang-surut.

Contoh: Ceratopteris thalictroides.

Metagenesis Tumbuhan Paku

Tumbuhan paku mengalami pergantian keturunan atau yang disebut sebagai metagenesis. Metagenesis merupakan pergiliran daur hidup antara generasi yang berkembang biak dengan generatif dan vegetatif. Umumnya morfologi dari kedua generasi tersebut berbeda, sehingga metagenesis tumbuhan paku dapat dikatakan sebagai daur hidup tumbuhan paku yang terdiri dari dua fase, yaitu gametofit dan sporofit.

Fase ini merupakan fase seksual. Spora akan berkembang menjadi protalium dan menghasilkan sel gamet jantan (spermatozoid) dan betina (sel telur). Hasil pembuahan kedua sel gamet tersebut akan menghasilkan zigot yang diploid. Ciri atau karakteristik fase gametofit, yaitu proses berlangsungnya singkat.

Fase ini merupakan fase aseksual. Zigot yang dihasilkan pada fase gametofit akan berkembang menjadi tumbuhan paku yang menghasilkan spora dari sporangiumnya. Spora tersebut kemudian dapat dijadikan sebagai sel spora indukan untuk fase atau daur hiudp selanjutnya. Ciri atau karakteristik fase sporofit, yaitu prosesnya berlangsung lebih lama dari fase gametofit.

Metagenesis Tumbuhan Paku
Sumber gambar: Ferdinand, F. & M. Ariebowo. Praktis Belajar Biologi. 2009. Pusat Perbukuan Departemen Pendidikan Nasional, Jakarta: viii + 178 hlm.

Untuk mengetahui bagaimana daur hidup dari masing-masing jenis paku akan dijelaskan pada subtopik dibawah ini.

Daur Hidup Tumbuhan Paku

Daur hidup pada paku homospora, heterospora, dan paku peralihan mengalami perbedaannya masing-masing. Bagaimanakah perbedaan tersebut? Mari kita simak skema dan penjelasan singkat di bawah ini.

A. Daur Hidup Paku Homospora

Skema Metagenesis Paku Homospora..
Sumber gambar: Subardi, Nuryani & S. Pramono. 2009. Biologi untuk Kelas X SMA dan MA. Pusat Perbukuan Departemen Pendidikan Nasional, Jakarta: vi + 248 hlm.

Berikut penjelasan skema metagenesis paku homospora:

1. Gametofit pada tumbuhan paku disebut protalium. Protalium merupakan hasil perkecambahan spora haploid.
2. Protalium kemudian menghasilkan dua gamet berbeda, yaitu anteridium yang menghasilkan spermatozoid dan arkegonium yang menghasilkan sel telur.
3. Spermatozoid dan sel telur yang bertemu kemudian membentuk zigot yang diploid.
4. Zigot kemudian tumbuh dewasa menjadi tumbuhan paku dan memulai fase sporofit.
5. Tumbuhan paku membentuk sporofil melalui sporangium.
6. Sporangium menghasilkan spora yang haploid dengan metode meiosis.
7. Spora tersebut yang kemudian akan menjadi sel spora indukan pada fase gametofit selanjutnya (prosesnya berulang kembali).

B. Daur Hidup Paku Heterospora

Skema metagenesis paku heterospora..
Sumber gambar: Subardi, Nuryani & S. Pramono. 2009. Biologi untuk Kelas X SMA dan MA. Pusat Perbukuan Departemen Pendidikan Nasional, Jakarta: vi + 248 hlm.

Perbedaan yang terlihat dengan metagenesis paku homospora, yaitu adanya dua jenis spora dan protalium yang berbeda. Namun bagaimana kita dapat mengetahui perbedaannya secara rinci? Berikut penjelasan skema metagenesis paku heterospora:

1. Pada fase gametofit, spora yang dihasilkan memiliki jenis dan ukuran berbeda, yaitu mikrospora dan makrospora. Mikrospora nantinya akan membentuk mikroprotalium dan menghasilkan spermatozoid pada anteridiumnya, sedangkan makrospora akan membentuk makroprotalium dan menghasilkan sel telur pada arkegoniumnya.
2. Sama halnya dengan metagenesis paku homospora, sel telur dan spermatozoid yang bertemu akan membentuk zigot yang diploid.
3. Zigot kemudian tumbuh menjadi tumbuhan paku dan dapat membentuk dua jenis sporofil yang berbeda, yaitu mikrosporofil dan makrosporofil. Mikrosporofil akan menghasilkan sel indukan betina melalui mikrosporangium dan makrosporofil akan menghasilkan sel indukan jantan melalui makrosporangium. Kedua sel indukan tersebut kemudian akan menjadi sel spora indukan pada fase gametofit selanjutnya (prosesnya berulang kembali).

C. Daur Hidup Paku Peralihan

Skema Metagenesis Paku Peralihan.
Sumber gambar: Subardi, Nuryani & S. Pramono. 2009. Biologi untuk Kelas X SMA dan MA. Pusat Perbukuan Departemen Pendidikan Nasional, Jakarta: vi + 248 hlm.

Perbedaan yang terlihat dengan metagenesis paku heterospora, yaitu protalium yang dihasilkan pada fase gametofit adalah sama. Namun sporofit yang dihasilkan memiliki jenis indukan yang berbeda (jantan dan betina).

Manfaat Tumbuhan Paku

Tumbuhan paku memiliki banyak manfaat yang berperan dalam kehidupan kita sehari-hari, yaitu  diantaranya sebagai:

Bentuknya yang unik membuat tumbuhan paku dapat dijadikan sebagai tanaman hias dan sering kali menjadi incaran pada penghobi tanaman hias. Salah satunya ialah Asplenium nidus atau biasa disebut dengan paku sarang burung. Paku sarang hidup dengan cara menumpang pada tumbuhan lain, namun bukan sebagai parasit.

Terdapat beberapa jenis tumbuhan paku yang dapat dijadikan sebagai bahan obat-obatan, seperti:

1. Pakis haji dapat dijadikan sebagai obat diare.
2. Paku kawat dapat dijadikan sebagai obat pada penyakit kulit.
3. Paku ekor kuda dapat membantu melancarkan buang air besar.
4. Paku rane dapat membantu menyembuhkan luka karena terdapat kandungan antibiotik yang tinggi di dalamnya.
5. Bahan makanan

Meskipun tidak semuanya, beberapa jenis tumbuhan paku dapat dikonsumsi oleh manusia contohnya Marsilea crenata atau biasa disebut dengan paku semanggi. Paku semanggi diketahui memiliki banyak nutrisi untuk dikonsumsi. Namun demikian, sebelum mengonsumsi tumbuhan paku, sebaiknya kita perlu mengetahui terlebih dahulu bagaimana ciri atau jenis paku apa yang dapat dijadikan sebagai bahan makanan agar nantinya tidak membahayakan diri sendiri.

Paku Azolla pinnata diketahui dapat bersimbiosis dengan ganggang biru, yaitu Anabaena Azollae yang mampu mengikat gas nitrogen bebas yang dapat diserap oleh tumbuhan lain.

Tumbuhan paku yang sudah mati akan terdekomposisi kemudian sebagian besar energi yang tersimpan terakumulasi menjadi lapisan karbon di dalam tanah. Lapisan tersebut yang kemudian dapat menjadi batu bara yang dimanfaatkan manusia sebagai sumber energi fosil.

Paku Equisetum sp. diketahui dapat dijadikan sebagai penggosok karena memiliki kandungan silika yang terkonsentrasi pada bagian batangnya.

Kontributor: Dinda Muthi Selina, S.Si.
Alumni Biologi FMIPA UI