Kehidupan di Bumi sangat bergantung pada kemampuan tumbuhan untuk menangkap energi matahari. Secara langsung maupun tidak langsung, anggota dari kerajaan hijau, Plantae, menyediakan makanan dan tempat tinggal bagi hampir semua organisme lain, termasuk manusia. Tumbuhan juga menghasilkan sebagian besar oksigen di Bumi. Biosfera tidak akan ada tanpa keberadaan tumbuhan.
Sebagian besar tumbuhan adalah organisme multiseluler, autotrof, yang mampu memproduksi makanan mereka sendiri dari unsur-unsur anorganik dengan mengubah air dan karbon dioksida menjadi gula. Tumbuhan bersifat tak bergerak, berada di satu tempat sepanjang hidup mereka.
Kebanyakan tumbuhan memiliki siklus hidup kompleks yang disebut sebagai pergantian generasi antara bentuk diploid dan haploid. Generasi diploid, di mana tubuh tumbuhan terdiri dari sel-sel diploid, disebut sebagai sporofit. Sporofit menghasilkan spora haploid melalui meiosis.
Spora haploid ini kemudian tumbuh secara mitosis untuk menghasilkan generasi haploid, yang disebut gametofit, yang menghasilkan gamet haploid. Gamet bergabung untuk membentuk zigot diploid, sel reproduksi yang telah dibuahi yang menandai awal dari generasi sporofit baru.
Berbagai metode dapat digunakan untuk mengelompokkan anggota Plantae, yang terdiri dari sekitar 300.000 spesies. Berdasarkan tempat tumbuhnya, mereka dapat dibagi menjadi tumbuhan darat (terestrial) dan tumbuhan air (akuatik). Anggota dari kedua kelompok ini bervariasi secara luas dalam ukuran, struktur tubuh, dan tingkat kompleksitas mereka sebagai hasil dari interaksi mereka dengan lingkungan.
Tumbuhan yang hidup di air biasanya tidak memiliki akar, batang, dan daun yang sejati, serta struktur reproduksi yang kompleks, seperti bunga. Karena mereka dikelilingi oleh air, tumbuhan akuatik juga tidak memiliki zat penyangga yang kaku yang diperlukan oleh tumbuhan darat.
Tumbuhan darat lebih kompleks dan dapat secara luas dikelompokkan menjadi tumbuhan vaskular (tumbuhan dengan pembuluh) dan non-vaskular (tumbuhan tanpa pembuluh). Tumbuhan vaskular dibagi ke dalam berbagai filum, berdasarkan fitur adaptasi dan kompleksitas struktur mereka.
Transisi Tumbuhan Air ke Daratan
Perpindahan tumbuhan air ke daratan memerlukan adaptasi dan beberapa fitur baru. Keuntungan hidup di darat tampak jelas, dengan akses yang melimpah terhadap karbon dioksida dan sinar matahari, persaingan yang lebih sedikit, predator yang lebih sedikit, dan konsentrasi nutrisi yang lebih tinggi. Tantangannya juga banyak: Penopang yang mendukung dalam air hilang, dan udara cenderung mengeringkan segala sesuatu.
Kondisi di darat mendukung evolusi struktur yang mendukung tubuh tumbuhan, pembuluh yang mengangkut air dan nutrisi ke seluruh tubuh, serta struktur yang menghemat air.
Adaptasi ke daratan yang disebut pembuluh penghantar (secara kolektif dikenal sebagai sistem vaskular) muncul untuk mengangkut air dan mineral serta produk fotosintesis.
Akar atau struktur mirip akar berevolusi untuk membantu menancapkan tumbuhan dan menyerap nutrisi dan air dari tanah. Zat pengeras yang disebut lignin, terdiri dari polimer kaku, memungkinkan tumbuhan berdiri di angin, sehingga mengekspos luasnya permukaan ke sinar matahari.
Banyak pori kecil yang disebut stomata di daun dan batang membuka diri untuk memungkinkan pertukaran gas dan menutup untuk menghemat air bila diperlukan. Lapisan kutikula lilin yang melapisi permukaan daun dan batang juga mengurangi kehilangan air.
Berdasarkan struktur, kompleksitas, dan distribusi mereka di seluruh dunia, tumbuhan darat dapat diklasifikasikan ke dalam tiga filum dari briofita dan sembilan filum dari tumbuhan vaskular, yang mencakup tumbuhan tanpa biji, gymnosperma, dan angiosperma.
Tumbuhan Vaskular Tanpa Biji
Pola diversifikasi tumbuhan dapat dijelaskan dalam hal kemunculan berturut-turut dari masing-masing dari empat kelompok besar tumbuhan.
Tumbuhan vaskular awal, termasuk Rhyniophyta, Zosterophyllophyta, dan Trimerophyta, primitif dalam morfologi namun dominan selama periode sekitar 420 hingga 370 juta tahun yang lalu. Paku, lycopodiophyta, sphenophytes, dan progymnosperms mendominasi dari sekitar 380 hingga 290 juta tahun yang lalu.
Tumbuhan biji muncul sekitar 360 juta tahun yang lalu, dengan gymnosperma mendominasi di seluruh dunia hingga 100 juta tahun yang lalu. Terakhir, angiosperma, atau tumbuhan berbunga (filum Anthophyta), muncul sekitar 127 juta tahun yang lalu dan telah menjadi kelompok yang paling dominan dan beragam selama 100 juta tahun terakhir.
Tumbuhan vaskular tanpa biji mendominasi lanskap selama periode Karbon. Mereka adalah sumber utama batu bara, yang terbentuk melalui transformasi bertahap dari tubuh tumbuhan di bawah tekanan tinggi dan panas.
Tiga filum dominan—Rhyniophyta, Zosterophyllophyta, dan Trimerophyta—telah punah sekitar 360 juta tahun yang lalu. Para perwakilan modern dari tumbuhan vaskular tanpa biji telah berkurang ukurannya dan pentingnya.
Lanskap yang dulunya didominasi oleh tumbuhan tanpa biji sebagian besar telah digantikan oleh tumbuhan biji yang lebih serbaguna. Ada lima filum tumbuhan tanpa biji yang memiliki perwakilan hidup: Psilotophyta, Lycophyta, Sphenophyta, Pterophyta, dan Progymnospermophyta.
Evolusi Menuju Tumbuhan Berbiji
Pada titik tertentu dalam sejarah evolusi, tumbuhan mulai menghasilkan biji sebagai bagian dari siklus hidup mereka. Tumbuhan yang menghasilkan biji memiliki keuntungan evolusioner signifikan karena biji melindungi embrio dari kekeringan dan memberikan cadangan makanan untuk pertumbuhan awal.
Gymnosperma adalah kelompok tumbuhan berbiji pertama yang muncul. Mereka memiliki biji yang terbuka tanpa pembungkus biji (ovul), sehingga disebut gymnosperma yang berarti “benih terbuka”. Gymnosperma dapat dibagi menjadi empat divisi utama: konifer (pinophyta), ginkgo, cycad, dan gnetophyta.
Konifer adalah kelompok gymnosperma terbesar dan paling terkenal, termasuk pohon seperti pinus, cemara, dan redwood. Mereka sering dihargai karena kayu mereka yang keras dan umumnya hidup di daerah beriklim sedang hingga dingin.
Ginkgo merupakan kelompok gymnosperma yang hanya memiliki satu spesies yang masih hidup, Ginkgo biloba. Mereka biasanya ditemukan sebagai pohon hias di kota-kota.
Cycad memiliki penampilan yang mirip dengan palem dan terdapat sekitar 300 spesies. Mereka umumnya ditemukan di daerah tropis dan subtropis.
Gnetophyta adalah kelompok kecil gymnosperma yang mencakup tiga genus: Gnetum, Welwitschia, dan Ephedra. Mereka tersebar di berbagai habitat dan memiliki ciri-ciri yang berbeda-beda.
Adaptasi Tumbuhan Terhadap Lingkungan
Evolusi tumbuhan selalu terkait erat dengan adaptasi terhadap lingkungan. Perpindahan tumbuhan dari habitat air ke darat membutuhkan berbagai adaptasi struktural dan fisiologis.
Tumbuhan darat menghadapi tantangan besar, seperti kekurangan air, naungan, kekeringan, serta pertahanan dari hewan pemakan tanaman. Oleh karena itu, mereka mengembangkan struktur dan mekanisme khusus untuk bertahan dan tumbuh di daratan.
Struktur tumbuhan seperti akar, batang, daun, dan struktur reproduksi seperti bunga, buah, dan biji telah berevolusi untuk memenuhi kebutuhan hidup di lingkungan darat.
Akar berfungsi untuk menyerap air dan nutrisi dari tanah serta memberikan dukungan struktural pada tumbuhan. Mereka juga membantu dalam penyerapan karbon dioksida selama proses fotosintesis.
Batang mendukung struktur tumbuhan dan membawa air, nutrisi, serta zat organik hasil fotosintesis ke seluruh tumbuhan. Mereka juga membawa hasil fotosintesis dari daun ke bagian-bagian lain tumbuhan.
Daun merupakan organ utama untuk fotosintesis. Permukaan daun yang luas memungkinkan penyerapan cahaya matahari yang maksimal untuk menghasilkan makanan.
Struktur reproduksi, seperti bunga, buah, dan biji, memiliki peran vital dalam reproduksi tumbuhan. Bunga digunakan untuk menarik polinator, seperti lebah dan kupu-kupu, yang membantu dalam penyerbukan. Setelah penyerbukan, buah yang dihasilkan melindungi biji dan membantu dalam penyebaran mereka.
Teruslah menggali pengetahuan dengan membaca artikel Lingkungan Alam lainnya di situs ini:
- 12 Jenis Tumbuhan dan Karakteristiknya
- Sumber Energi Terbarukan dan Tak Terbarukan
- Ketahui Produk Organik Dengan Tepat. Jangan Salah Pilih!
Kesimpulan
Tumbuhan adalah komponen penting dalam ekosistem bumi dan memainkan peran krusial dalam kehidupan manusia dan makhluk hidup lainnya. Dari alga yang ada di air hingga tumbuhan darat yang berkembang secara kompleks, evolusi tumbuhan telah menghasilkan beragam struktur dan adaptasi yang memungkinkan mereka untuk bertahan dan tumbuh di berbagai lingkungan.
Dari proses fotosintesis yang menghasilkan oksigen hingga penyediaan makanan bagi kehidupan di bumi, tanaman memiliki dampak yang signifikan pada ekosistem kita. Dengan memahami perjalanan evolusi dan keragaman tumbuhan, kita dapat lebih menghargai keberagaman dan keindahan alam yang ada di sekitar kita.