Perbandingan Siklus Hidup Paku Heterosfor dengan Gymnospermae

Reproduksi seksual pada umbuhan umumnya melibatkan dua proses, yakni proses pembentukan gamet dan proses pembuahan (fertilisasi). Proses pembentukan gamet selalu melalui pembelahan meiosis, yaitu pembelahan reduksi, sehingga sel-sel gamet hasil pembelahan meiosis ini bersifat haploid (memiliki n kromosom). Sedangkan pada proses fertilisasi, kebalikan dari proses meiosis, yaitu penggabungan antara gamet jantan dengan gamet betina, sehingga dihasilkan sel yang bersifat diploid (hasil penggabungan kedua gamet yang haploid). Kedua proses tersebut (maeosis dan fertilisasi) membagi kehidupan organisme menjadi dua fase atau generasi yang berlainan, yaitu generasi gametofit dan generasi sporofit (Kimball, 1988). Generasi gametofit pada tumbuhan dimulai dengan spora yang dihasilkan dari proses meiosis. Spora ini bersifat haploid dan semua sel yang diturunkan (terdiferensiasi) dari sel ini juga bersifat haploid. Generasi ini yang menghasilkan sel gamet. Pada tahapan berikutnya, terjadi peleburan antara sel gamet jantan dan sel gamet betina (fertilisasi), sehingga dihasilkan sel yang bersifat diploid. Disinilah dimulainya fase sporofit, yaitu diawali dengan zigot yang merupakan hasil fertilisasi dan bersifat diploid.

Baik pada tumbuhan paku yang bersifat heterospor, misalnya selaginela, maupun tumbuhan gymnospermae, contohnya pinus, sdama-sama mengalami pergiliran generasi antara generasi sporofit dan generasi gametofit. Walupun begitu, terdapat beberapa perbedaan, antara siklus hidup pada paku heterospor dengan gymnospermae, misalkan pada perkembangan embrionya, dan banyak lagi yang lainnya. 

Pada tumbuhan paku, yang biasa kita lihat adalah generasi sporofit. Pada awal musim panas, akan nampak bercak-bercak kecoklatan pada bagian bawah anak daun tumbuhan paku. Bercak-bercak tersebut disebut sorus dan berisi banyak sporangium. Jika kita lihat lebih dalam, di dalam sporangium ini terjadi pembelahan meiosis dari satu sel induk spora menghasilkan empat sel spora. Jika kelembaban menurun, sel-sel bibir berdinding tipis dari masing-masing sporangium terpisah dan anulus terbuka dengan perlahan-lahan, lalu dengan gerak yang cepat anulus meletik kedepan dan mengeluarkan spora-sporanya. Jika spora-spora ini sampai pada habitat yang sesuai, maka spora tersebut akan berkecambah membentuk benang-benang sel. Masing-masing spora akan tumbuh menjadi protalus yang dilengkapi dengan rizoid yang berfungsi untuk membantu penyerapan air dan mineral dari dalam tanah. Sel-sel protalus ini bersifat haploid dan merupakan generasi gametofit yang dewasa.

Pada bagian bawah protalus terdapat organ-organ seks, yaitu anteredium untuk pembentukan sperma dan arkegonium untuk pembentukan ovum. Apabila cukup air, sperma akan dilepas dan berenang menuju arkegonium, fertilisasi antara sel telur dengan sperma terjadi di dalam arkegonium, setelah terjadi fertilisasi dan terbentuk zigot, maka dimulailah generasi sporofit yang baru. Embrio sporofit berkembang dengan pembelahan mitosis yang terjadi berulang dari zigotnya.

Sepertihalnya pada tumbuhan paku, pada gymnospermae yang biasanya kita lihat adalah generasi sporofitnya. Generasi sporofit ini membentuk dua spora yang berbeda, yaitu mikrospora yang akan tumbuh menjadi gametofit jantan dan makrospora yang akan tumbuh menjadi gametofit betina. Baik makrospora dan mikrospora dibentuk pada sporangiumnya masing-masing, yaitu makrosporangium dan mikrosporangium. Kedua sporangium ini dibentuk pada strobilus yang terpisah, mikrosporangium pada strobilus jantan dan makrosporangium pada strobilus betina. Pada pinus, strobilus jantan dan betina dihasilkan pada satu pohon (dioseus).

Strobilus jantan pinus, umurnya lebih pendek dari pada strobilus betina. Di dalam strobilus jantan, terdapat mikrosporangium dan di dalam mikrosporangium inilah terbentuk mikrospora melalui proses meiosis. Sebelum dilepas, terjadi pembelahan mitosis yang mengahasilkan serbuk sari bersel empat yang kemudian dilepaskan ke udara. Demikian juga di dalam makrosporangium yang terdapat pada strobilus betina, megaspora mengalami perkembangan sehingga dihasilkan gametofit betina. Berbeda dengan yang jantan, pada betina struktur ini tidak dilepaskan, melainkan dipertahankan di dalam jaringan sporofit induknya. Fertilisasi antara gamet jantan dan gamet betina terjadi di arkegonium.

Tumbuhan paku heteropspor dan gymnospermae memiliki persamaan, yaitu dalam hal pembentukan dua macam spora dan pembentukan dua macam gametofit. Akan tetapi spora gymnospermae tidak berfungsi sebagai sarana penyebaran tanaman sebagaimana yang terjadi pada spora tumbuhan paku. Pada gymnospermae fungsi penyebaran tanaman diambil alih oleh biji.

Setelah pembuahan zigot berkembang dengan melakukan pembelahan mitosis, kemudian membentuk embrio yang sangat kecil sporofitnya. Di sekitar embrio ini berkembang endosperm yang berisi cadangan makanan. Pada tanaman gymnospremae struktur pohon dan tempat lokasi keberadaan antara strobilus jantan dan strobilus betina sangat membantu dalam proses penyerbukan. Pada pinus strobilus jantan berada di bagian ujung percabangan sedangkan strobilus betina berada di pangkal cabang, kedudukan ini sangat memungkinkan terjadinya fertilisasi.

Berbeda dengan tumbuhan paku, pada gymnospermae embrio yang berkembang tidak lagi dilindung oleh generasi gametofit, melainkan dilindungi oleh generasi sporofit induknya, bukan hanya itu, suplai nutisi juga berasal dari induknya. Persebaran spesiesnya juga tidak lagi dengan spora sebagaimana pada paku, namun persebaran telah diambil alih oleh biji.

Berikut bagan singkat siklus hidup antara pinus sebagai wakil dari tumbuhan gymnospermae dan selaginela sebagai contoh dari tumbuhan paku heterospora.

Skema:

 

Sumber

Kimbal, W.John. 1988. Biologi Jilid II. Erlangga: Jakarta.

Moertolo, ali. Dkk. 2004. Tumbuhan Berbiji Terbuka. Malang: Universitas Negeri Malang.

Moertolo, ali. Dkk. 2004. Tumbuhan Paku. Malang: Universitas Negeri Malang.

Sudarmi, Siti. Dkk. 1986. Botani Umum 3. Bandung: Angkasa.