Bagaimanakah cara tumbuhan bergerak?

Bagaimanakah cara tumbuhan bergerak?

Gerak pada tumbuhan terjadi karena proses tumbuh atau karena rangsangan dari luar. Walaupun tidak memiliki alat indra, tumbuhan peka terhadap lingkungan sekitarnya. Tumbuhan memberi tanggapan terhadap rangsangan yang berasal dari cahaya, gaya tarik bumi, dan air. Ada pula tumbuhan yang peka terhadap sentuhan dan zat kimia. Tanggapan tumbuhan terhadap rangsangan-rangsangan tersebut di atas disebut daya iritabilitas atau daya peka terhadap rangsangan.

Pernahkah kamu bertanya-tanya mengapa tunas tumbuh ke atas, sedangkan akar tumbuh ke bawah? Dan mengapa pula sulur tanaman membelit pada benda yang disentuhnya?

Ada tiga macam gerak pada tumbuhan, yaitu gerak tropisme, gerak nasti, dan gerak taksis.

GERAK TROPISME

Gerak pada bagian tumbuhan yang arahnya dipengaruhi oleh arah datangnya rangsangan disebut tropisme. Gerak tropisme terjadi karena gerak tumbuh tumbuhan. Berdasarkan jenis rangsanganyang diterima oleh tumbuhan, tropisme dibedakan menjadi beberapa macam, yaitu fototropisme, geotropisme, hidrotropisme dan tigmotropisme.

1. Fototropisme

Bila cahaya yang datang dari atas tumbuhan, tumbuhan akan tumbuh tegak mengarah ke atas. Hal ini dapat kamu amati pada tumbuhan yang hidup di alam bebas. Tanaman pot yang diletakkan di dalam ruangan dan mendapat cahaya dari samping, ujung batangnya akan tumbuh membengkok ke arah datangnya cahaya. Tropisme yang disebabkan oleh rangsangan cahaya disebut fototropisme atau dapat juga disebut he;iotropisme karena rangsangan cahayanya adalah cahaya matahari.

Pada tumbuhan, bagian yang peka terhadap rangsangan adalah bagian ujung tunas. Bila gerak tersebut mengarah ke sumber rangsangan disebut fototropisme positif, misalnya gerak tumbuh ujung tunas ke arah cahaya.

Sedangkan gerak yang menjauhi sumber rangsangan disebut fototropisme negatif, misalnya gerak tumbuh akar yang menjauhi cahaya.

2. Geotropisme

Akar selalu tumbuh ke arah bawah akibat rangsangan gaya tarik bumi (gaya gravitasi). Gerak tumbuh akar ini merupakan contoh laindari gerak tropisme. Gerak yang disebabkan rangasangan gaya gravitasi disebut geotropisme. Karena gerak akar diakibatkan oleh rangsangan gaya tarik bumi (gravitasi) dan arah gerak menuju arah datangnya rangsangan, maka gerak tumbuh akar disebut geotropismepositif. Sebaliknya gerak organ tumbuhan lain yang menjauhi pusat bumi disebut geotropisme negatif.

Contoh lain dari geotropisme adalah gerak tumbuh pada bunga kacang. Pada waktu bunga mekar, geraknya menjauhi pusat bumi, maka termasuk geotropisme negatif. Tetapi setelah terjadi pembuahan, gerak bunga kemudian ke bawah menuju tanah ke pusat bumi dan berkembang terus menjadi buah kacang tanah. Dengan demikian, terjadi perubahan gerak tumbuh pada bunga kacang tanah. Sebelum pembuahan adalah geotropisme negatif dan setelah pembuahan adalah geotropismepositif. Pertumbuhan bunga ini dipengaruhi oleh peranan hormon pertumbuhan.

3. Hidrotropisme

Gerak tropisme yang lainnya adalah gerak tumbuh akar yang dipengaruhi oleh ketersediaan air tanah. Biasanya akar tumbuh lurus ke arah bawah untuk memperoleh air dari dalam tanah. Akan tetapi, jika pada arah ini tidak terdapat cukup air, maka akar akan tumbuh membelok ke arah yang cukup air. Dengan demikian, arah pertumbuhan mungkin tidak searah dengan gaya tarik bumi. Gerak akar menuju sumber air disebut hidrotropismepositif.

4. Tigmotropisme

Tanaman anggur mempunyai sulur yang membelit pada dahan lain. bisa juga, sulur tersebut membelit pada benda yang disentuhnya, misalnya ajir. Gerak tumbuh karena rangsangan sentuhan tersebut disebut tigmotropisme. Atau dapat juga disebut haptotropisme, berasal dari kata thigma yang berarti singgungan atau hapto yang berarti sentuhan.

Bagaimana sulur dapat tumbuh membelit ajir? Pada sisi sulur yang menyentuh ajir, pertumbuhan sel-selnya melambat sehingga bagian tersebut lebih pendek dari pada sisi sulur yang tidak menyentuh ajir. Akibatnya, sulur tumbuh melengkung ke arah ajir dan mengelilingi ajir. Dengan demikian sulur akan membelit ajir atau pohin lain yang disentuhnya.

Ada pula gerak-gerak tropisme lainnya seperti termotropisme yaitu bila suatu bagian atau organ tumbuhan bergerak ke arah sumber panas ata sebaliknya (menjauhi). Demikian pula tumbuhan yang hidup di dalam perairan yang mengalir, seperti sungai berarus deras. Aliran air mempengaruhi arah gerak tumbuh sehingga geraknya digolongkan sebagai gerak reotropisme.

GERAK NASTI

Gerak bagian tumbuhan yang arahnya tidak dipengaruhi oleh arah datangnya rangsangan disebut gerak nasti. gerak nasti juga disebabkan oleh perubahan tekanan turgor. Berdasarkan jenis rangsangan yang diterima oleh tumbuhan ada beberapa macam gerak nasti, antara lain fotonasti, termonasti dan tigmonasti.

1. Fotonasti

Bunga pukul empat akan mekar pada sore hari karena rangsangan cahaya matahari pada saat itu. Arah mekarnya bunga tersebut tidak dipengaruhi oleh arah datangnya cahaya matahari yang datang dari arah barat. Gerak seperti ini disebut gerak nasti. Gerak nasti yang disebabkan oleh rangsangan cahaya matahari seperti pada bungan pukul empat disebut fotonasti.

2. Termonasti

Termonasti adalah gerak nasti yang disebabkan oleh rangsangan suhu. Seperti yang terjadi pada bunga tulip, terbukanya (mekarnya) bunga tulip terjadi pada hari-hari hangat yaitu pada musim semi.

3. Tigmonasti

Apabila daun tumbuhan putri malu disentuh, terutama daunnya disentuh pelan-pelan, maka daun akan bergerak menutup seperti layu. Dalam waktu tertentu setelah sentuhan daun akan kembali normal. Bila sentuhan diperkeras maka gejala seperti layu bertambah banyak, demikian pula waktu pemulihannya akan semakin lama. Daerah sentuhan yang paling peka adalah di daun atau sendi daun.

Arah penutupan daun tidak dipengaruhi oleh arah datangnya rangsangan. Gerak ini disebut nasti. Nasti yang terjadi karena sentuhan seperti pada putri malu disebut tigmonasti. Gerak menutupnya daun putri malu terjadi karena adanya perubahan tekanan turgor pada tangkai daunnya. Sepertiyang telah diketahui bahwa di dalam sel-sel terdapat cairan sel sehingga ada tekanan turgor. Di dalam daun, tangkai, dan batang terdapat suatu zatyang dapat mengalir dari tempat sentuhan ke tempat lain yang menyebabkan perubahan tekanan turgor. Oleh karena itu, begitu daun atau batang disentuh, maka terjadi kehilangan tekanan turgor dan terjadi gerakyang akibatnya terlihat seperti layu. Tekanan turgor akan pulih kembali beberapa saat kemudian setelah sel-selnya terisi cairan lagi.

GERAK TAKSIS

Taksis merupakan gerak perpindahan tempat sebagian atau seluruh tumbuhan akibat adanya rangsangan. Gerak taksis umumnya terjadi pada tumbuhan tingkat rendah.

1. Fototaksis

Taksis yang disebabkan oleh rangsangan cahaya disebut fototaksis. Gerak fototaksis terjadi pada ganggang hijau Chlamydomonas yang langsung menuju cahaya yang intensitasnya sedang. Tetapi bila intensitas cahaya meningkat, maka akan tercapai batas tertentu dimana justru Chlamydomonas dengan tiba-tiba akan berbalik arah dan berenang menjauhi cahaya. Dengan demikian terjadi perubahan yang semula gerak fototaksis positif kemudian menjadi gerak fototaksis negatif. Hal ini dapat terjadi karena adanya perubahan intensitas cahaya, yaitu tumbuhan akan mendekati cahaya sebelum melebihi batas toleransinya dan akan menjauhi bila telah melebihi batas toleransinya.

Selain ganggang hijau, gerak ini juga terjadi pada Euglena dan jamur Pilobolus.

2. Kemotaksis

Selain sinar ada pula zat lain yang mampu berfungsi sebagai rangsang gerak taksis. Bakteri oksigen pada umumnya bergerak ke tempat-tempat yang menghasilkan atau banyak mengandung oksigen. Contoh gerak taksis terjadi juga pada sel gamet tumbuhan lumut. Spermatozoid pada arkegonium juga bergerak karena tertarik oleh sukrosa atau asam malat. Pergerakan ini terjadi karena adanya zat kimia pada sel gamet betina. Taksisyang disebabkan oleh zat kimia seperti ini disebut kemotaksis.

Dalam pertumbuhannya, tumbuhan seringkali mengalami gangguan dari berbagai patogen penyebab penyakit baik dari kelompok jamur, bakteri, virus, nematoda, dan mikoplasma.

 

Secara umum tumbuhan dapat bertahan dari serangan patogen tersebut dengan kombinasi sifat pertahanan diri yang dimilikinya, yaitu (1) sifat-sifat struktural yang berfungsi sebagai penghalang fisik dan menghambat patogen yang akan masuk dan berkembang di dalam tumbuhan, dan (2) reaksi-reaksi biokimia yang terjadi di dalam sel dan jaringan tumbuhan yang menhasilkan zat beracun bagi patogen atau menciptakan kondisi yang menghambat pertumbuhan patogen pada tumbuhan tersebut. Kombinasi antara sifat struktural dan reaksi biokimia yang digunakan untuk pertahanan bagi tumbuhan berbeda antara setiap sistem kombinasi inang – patogen.

 

PERTAHANAN STRUKTURAL

Struktur Pertahanan sebelum ada Serangan Patogen

Garis pertama pertahanan tumbuhan terhadap patogen adalah permukaan tanaman, patogen mempenetrasi permukaan tanaman supaya dapat menyebabkan infeksi. Pertahanan struktural terdapat pada tumbuhan bahkan sebelum patogen datang dan berkontak dengan tumbuhan.  Struktur-struktur tersebut meliputi jumlah dan kualitas lilin dan kutikula yang menutupi sel epidermis, ukuran, letak dan bentuk stomata dan lentisel, dan jaringan dinding sel yang tebal yang menghambat gerak maju patogen.

Lilin pada permukaan daun dan buah membentuk permukaan yang dapat mencegah terbentuknya lapisan air (water-reppelent) sehingga patogen tidak dapat berkecambah atau memperbanyak diri. Selain itu terdapatnya bulu-bulu halus dan tebal pada permukaan tumbuhan mungkin juga mempunyai pengaruh yang sama dengan efek penolak air sehingga dapat menurunkan tingkat infeksi.

Kutikula yang tebal dapat meningkatkan ketahanan tumbuhan terhadap infeksi patogen yang masuk ke tumbuhan inang hanya melalui penetrasi secara langsung. Akan tetapi ketebalan kutikula tidak selalu behubungan dengan ketahanan tanaman karena ada beberapa varietas tanaman yang memiliki lapisan kutikula tebal tetapi mudah terserang oleh patogen.

Ketebalan dan kekuatan dinding bagian luar sel-sel epidermis nampaknya merupakan faktor penting dalam ketahanan beberapa jenis tumbuhan terhadap patogen-patogen tertentu. Sel-sel epidermis yang berdinding kuat dan tebal akan membuat penetrasi secara langsung mengalami kesulitan atau bahkan tidak mungkin dilakukan sama sekali oleh jamur pat

Struktur Pertahanan yang dibentuk sebagai Tanggapan terhadap Infeksi Patogen

Meski pada tumbuhan terdapat pertahanan guna mencegah terjadinya serangan patogen penyebab penyakit akan tetapi infeksi masih saja bisa terjadi. Maka dari itu setelah patogen dapat mempenetrasi pertahanan struktural yang ada pada tumbuhan, tumbuhan akan mampu membentuk struktur yang berfungsi untuk bertahan dari serangan patogen tersebut.

Beberapa jenis pertahanan struktural yang terbentuk melibatkan jaringan disekitar jaringan tanaman yang terserang (bagian dalam tumbuhan) yang biasa disebut struktur pertahanan jaringan (histologycal defense structure), yang melibatkan dinding sel yang terserang disebut struktur pertahanan sel  (cellular defense structure), dan yang melibatkan sitoplasma sel yang terserang prosesnya dinamakan reaksi pertahanan sitoplasma (cytoplasmic defense reaction). Dengan demikian adanya kematian sel yang terserang oleh patogen dapat melindungi tumbuhan dari serangan selanjutnya oleh patogen tersebut. Hal demikian biasa disebut nekrotik atau reaksi pertahanan hipersensitif (hypersensitive defense reaction). 

Struktur Pertahanan Jaringan

Pembentukan Lapisan Gabus (Cork Layer). Infeksi inang oleh patogen penyebab penyakit sering menyebabkan tumbuhan membentuk beberapa lapisan yang terdiri dari sel-sel gabus di depan titik infeksi sebagai akibat rangsangan terhadap sel-sel inang oleh zat yang disekresikan patogen. Lapisan gabus menghambat serangan patogen dari awal luka dan juga menghambat penyebaran zat beracun yang mungkin disekresikan patogen. Lapisan gabus menghentikan hara dan air dari bagian yang sehat ke bagian terinfeksi dan memisahkan patogen dari tempat hidupnya. Jaringan yang mati termasuk patogennya selanjutnya dibatasi oleh lapisan gabus dan patogen tetap berada pada tempat yang membentuk nekrosis atau ditekan keluar oleh jaringan sehat dibawahnya dan membentuk kudis yang mungkin mengelupas sehingga memisahkan patogen dari inangnya.

Pembentukan Lapisan Absisi (abscission layers). Lapisan absisi terbentuk pada daun muda yang aktif setelah infeksi oleh patogen. Lapisan absisi terdiri dari celah antara dua lapisan sirkuler sel daun yang mengelilingi lokus infeksi. Pada infeksi lamela tengah antara dua lapisan sel tersebut menjadi larut dari keseluruhan ketebalan daun sehingga memotong areal pusat infeksi dari bagian sisa daun. Secara bertingkat bagian tersebut mengerut/layu, mati dan mengelupas, dan patogen ikut terbawa pada bagian tersebut.

 

Pembentukan Tilosa. Tilosa terbentuk di dalam pembuluh kayu pada tumbuhan dalam keadaan stres dan selama penyerangan oleh jenis patogen vaskular. Tilosa adalah protoplasma yang tumbuh melebihi normal dari sel-sel parenkim yang menonjol dari pembuluh kayu melalui lubang-lubang. Bisa saja tilosa terbentuk sangat banyak dan cepat di depan patogen sehingga mampu menghambat perkembangan patogen selanjutnya.

 

Pengendapan getah atau blendok (gums). Berbagai jenis getah dapat dihasilkan oleh tumbuhan disekitar luka oleh infeksi patogen. Dengan adanya getah tersebut terbentuk penghalang yang tidak dapat dipenetrasi oleh patogen sehingga patogen menjadi terisolasi dan tidak bisa memperoleh nutrisi dan lama kelamaan akan mati.

Struktur Pertahanan Seluler

Melibatkan perubahan morfologi di dalam dinding sel atau perubahann yang berasal dari dinding sel yang diserang oleh patogen. Namun mekanisme pertahanan ini memiliki kemampuan yang terbatas. Ada tiga jenis utama struktur pertahanan seluler yaitu; (1) terjadi pembengkakan pada lapisan terluar dinding sel yang disertai dengan zat berserat (amorphous) yang dapat mencegah bakteri memperbanyak diri. (2) dinding sel yang menebal sebagai respon terhadap beberapa jenis virus dan jamur patogen. (3) kalosa palpila yang terdeposit pada sisi bagian dalam dinding sel sebagai respon terhadap serangan jamur patogen.

Reaksi Pertahanan Sitoplasmik

Pada beberapa jenis sel yang terserang oleh jamur patogen sitoplasma dan intinya membesar. Sitoplasma menjadi granular dan keras dan muncul berbagai partikel atau berbagai bentuk didalamnya akhirnya miselium patogen terurai dan infeksi berhenti.

Reaksi Pertahanan Nekrotik: Pertahanan melalui Hipersensitivitas

Pada proses infeksi patogen, patogen mempenetrasi dinding sel, setelah patogen berkontak dengan protoplasma sel inti bergerak kearah serangan patogen dan segera terdisintegrasi/pecah dan berbentuk bulat berwarna coklat di dalam sitoplasma. Pertama-tama keadaan tersebut mengelilingi patogen patogen dan kemudian keseluruhan sitoplasma. Pada saat sitoplasma berubah warna menjadi coklat dan akhirnya mati hifa yang menyerang mulai mengalami degenerasi. Hifa tidak dapat tumbuh ke luar sel yang terserang dan serangan selanjutnya akan terhenti. Jaringan yang mengalami nekrotik akan mengisolasi parasit obligat dari substasnsi hidup disekitarnya sehingga dapat menyebabkan patogen mati.

PERTAHANAN METABOLIK (BIOKIMIA)

Ketahanan tumbuhan terhadap serangan patogen tidak hanya bergantung pada penghalang struktural saja, pada beberapa jenis tumbuhan terdapat zat yang dihasilkan oleh sel sebelum atau sesudah terjadi infeksi. Terbukti dengan adanya jenis tumbuhan yang tidak terdapat sistem pertahanan struktural namun tidak terdapat infeksi dari patogen penyebab penyakit.

Pertahanan Kimia Sebelum ada Serangan Patogen

Inhibitor yang Dilepaskan oleh Tumbuhan ke Lingkungannya

Tumbuhan mengeluarkan berbagai zat baik dari bagian tumbuhan di atas tanah maupun melalui permukaan akarnya. Beberapa zat yang dikeluarkan oleh tumbuhan memiliki daya hambat terhadap patogen-patogen tertentu.

Pertahanan dengan Tidak Terdapatnya Faktor-faktor Esensial

Tidak ada Pengenalan antara Inang  dan Patogen. Spesies atau varietas tumbuhan tertentu mungkin tidak dapat diinfeksi oleh patogen jika permukaan selnya tidak mempunyai faktor pengenal-spesifik (specific recognition factor) yang dapat dikenali oleh patogen. Jika patogen tidak mengenal tumbuhan sebagai salah satu tumbuhan inangnya, maka patogen mungkin tidak jadi menyerang tumbuhan tersebut atau mungkin patogen tidak menghasilkan zat-zat infeksi.

Kekurangan Reseptor dan Bagian yang Sensitif Inang terhadap Toksin. Pada kombinasi inang – patogen, patogen biasanya menghasilkan toksik spesifik – inang, toksik tersebut bertanggung jawab terhadap gejala yang akan dihasilkan dan bereaksi terhadap dengan bagian sensitif atau bagian reseptor tertentu di dalam sel. Hanya tumbuhan yang mempunyai reseptor atau bagian sensitif yang menjadi sakit.

Tidak ada Hara-hara Esensial bagi Patogen. Varietas tumbuhan karena beberapa sebab manghasilkan suatu zat esensial untuk bertahan hidup bagi parasit obligat sehingga varietas tersebut tahan terhadap serangan patogen.

Inhibitor yang Terdapat dalam Sel Tumbuhan Sebelum Infeksi. Beberapa senyawa fenolik dan tanin terdapat dalam konsentrasi tinggi dalam sel daun atau buah yang masih mudadan diperkirakan bertanggung jawab dalam ketahanan jaringan yang masih muda tersebut terhadap mikroorganisme patogenik.

Ketahanan Metabolik yang Disebabkan oleh Serangan Patogen

Inhibitor Biokimia yang Dihasilkan Tumbuhan Dalam Responnya terhadap Kerusakan Patogen. Sel dan jaringan tumbuhan bereaksi terhadap kerusakan, baik yang disebabkan oleh patogen atau agensia mekanik dan kimia, melalui serangkaian reaksi biokimia yang ditujukan untuk mengisolasi gangguan dan menyembuhkan luka. Reaksi tersebut sering berhubungan dengan reaksi fungitoksis di sekeliling tempat pelukaan sepertihalnya pembentukan lapisan jaringan perlindungan seperti kalus dan gabus.

Pertahanan melalui peningkatan kadar senyawa fenolik. Senyawa fenolik terdapat pada tumbuhan sehat maupun sakit. Peningkatan kadar senyawa fenolik seringkali terjadi lebih cepat setelah terjadi infeksi pada varietas tahan. Senyawa fenolik yang terdapat pada tumbuhan tidak sehat tetapi dihasilkan setelah terjadi infeksi ialah fitoaleksin. Fitoaleksin dihasilkan oleh sel sehat yang berdekatan dengan sel-sel rusak dan nekrotik untuk mencegah patogen berkembang.

Pertahanan melalui Pembentukan Substrat yang Menolak Enzim Patogen. Ketahanan tumbuhan terhadap beberapa jenis patogen ialah akibat dari adanya senyawa-senyawa yang tidak mudah diuraikan oleh enzim-enzim patogen. Senyawa-senyawa tersebut merupakan bentuk komplek antara pektin, protein dan kation polivalen seperti kalsium atau magnesium. Senyawa-senyawa tersebut dapat menghambat pertumbuhan patogen sehingga mengakibatkan luka yang terbatas.

Pertahanan Melalui Inaktivasi Enzim Patogen. Beberapa jenis senyawa fenolik dan hasil oksidasinya dapat menghasilkan ketahahnan terhadap penyakit melalui reaksi penghambatan enzim pektolitik dan enzim patogen yang lain.

Pertahanan melalui Pelepasan Sianida Fungitoksis dari Kompleks Non-Toksis. Beberapa jenis tumbuhan sianogenik glikosida atau ester sianogenik yang bersifat tidak beracun di dalam sel selama senyawa tersebut terpisah dari enzim-enzim hidrolitik tertentu. Akan tetapi apabila sel tersebut dirusak secara fisik sehingga membrannya terganggu dan kandungan selnya bercampur, maka enzim hidrolitik bercampur dengan kompleks sianogenik dan dapat menghasilkan senyawa toksin sianida yang beracun bagi sebagian besar organisme dan mikroorganisme.