JARINGAN YANG DILALUI AIR

A.    JARINGAN YANG  DILALUI AIR

Air diserap tanaman melalui akar bersama-sama dengan unsur hara dan terlarut di dalamnya, kemudian di angkut kebagian atas tanaman, terutama daun, melalui pembuluh xilem. Pembuluh xilem pada akar, batang, dan daun merupakan suatu sistem yang kontinu, berhubungan satu sama lain.

Untuk dapat diserap oleh tanaman, molekul-molekul air harus berada pada permukaan akar. Dari permukaan akar ini air (bersama bahan-bahan yang terlarut) diangkut menuju pembuluh xilem. Lintasan pergerakan air dari permukaan akar menuju pembuluh xilem disebut lintasan radial pergerakan air.

Ujung akar akan terus tumbuh dalam tanah. Hal ini tentunya memperluas permukaan kontak antara akar dan tanah, juga memperluas wilayah penjelajahan akar di dalam tanah. Pada bagian ujung akar terdapat tudung akar yang berfungsi melindungi sel-sel meristematik pada bagian ujung akar tersebut. Dalam proses pertumbuhan akar, bagian tudung yang rusak akan diganti kembali oleh aktifitas pembelahan sel pada bagian sel meristematik.

Pada bagian meristematik ini sel-sel endodermis dan pembuluh belum terbentuk, sehingga jaringan pembuluh seolah terbuka pada bagian ujungnya. Ada dugaan air masuk kedalam pembuluh xilem melalui bagian meristematik ini. Tetapi hasil studi dengan menggunakan zat warna dan air bermuatan radio aktif menunjukkan bahwa masuknya air melalui lintasan ini sangat kecil porsinya. (Benyamin Lakitan. 1993. Dasar-Dasar Fisiologi Tumbuhan)

1.      Struktur Xilem Yang dilalui Air

Sudah diketahui bahwa air di dalam pohon naik melalui bagian kayu (xilem) dan tidak di dalam kulit. Hal ini telah terbukti dengan cara pengawatan atau pengupasan kulit yang ternyata sama sekali tidak mengganggu aliran air di dalam tanaman.

Gambar tersebut menunjukkan letak elemen xilem pada dahan dikotil. Elemen xilem berbentuk dari sel kambium yang membelah menjadi satu sel kambium dan satu sel xilem atau satu sel kambium dan satu sel floem. Xilem terdiri dari tiga jenis sel yaitu sel-sel pembuluh (vessel), sel –sel parenkima, dan trakeida. Sel-sel pembuluh berbentuk lonjong, sejajar dengan sumbu utama dan dibentuk pada ujung ranting. Mula-mula bagian ujung sel pecah, selnya mati dan dindingnya menebal. Kemudian terbentuklah pembuluh yang dapat mengalirkan air dari akar keseluruh bagian tanaman. Selain sel-sel pembuluh, yang mengalirkan air adalah trakeida yaitu sel-sel berbentuk panjang. Transportasi air di dalam tanaman dapat terjadi walaupun seluruh sel akar telah mati. Ini merupakan bukti bahwa air bergerak melalui sel-sel mati.

Apabila di dalam pembuluh xilem terjadi gelembung-gelembung gas atau udara, maka air akan tetap mengalir ke atas melalui pembuluh-pembuluh disebelahnya, menghindari gelembung-gelembung udara dan gas tersebut. (Januar Darmawan, 1983. Dasar-Dasar Ilmu Fisiologi Tumbuhan)

Pengangkutan air dan garam – garam mineral pada tumbuhan tingkat tinggi, seperti pada tumbuhan biji dilakukan melalui dua mekanisme

1.      Pertama, air dan mineral diserap dari dalam tanah menuju sel – sel akar,

2.      Kemudian air itu baru diangkut menuju daun untuk fotosintesis .

Jadi pengangkutan air dan mineral ini dilakukan secara

1.      diluar berkas pembuluh angkut disebut pengangkutan ekstra vaskuler.

2.      didalam berkas pembuluh angkut disebut pengangkutan intra vaskuler.

Pengangkutan air dengan dua cara ini sebenarnya merupakan satu kesatuan yang berurutan. Artinya pertama air dari tanah masuk menuju berkas pengangkut meelalui organ diluar berkas yaitu berturutan epidermis - kortex - endodermis - perisikel - baru Xilem. Sedang pengangkutan intravasikuler intinya pengangkutan di dalam pembuluh dari akar ke daun , Pembuluh atau saluran yang dilalui adalah Xylem atau pembuluh kayu.

A.    Pengangkutan Ekstravaskuler

Dalam perjalanan menuju silinder pusat, air akan bergerak secara bebas di antara ruang antar sel. Pengangkutan air dan mineral dari dalam tanah di luar berkas pembuluh ini dilakukan melalui 2 mekanisme, yaitu Apoplast dan Simplast.

1.      Pengangkutan Apoplast

Pengangkutan sepanjang jalur ekstraseluler yang terdiri atas bagian tak hidup dari akar tumbuhan, yaitu dinding sel dan ruang antar sel. Air masuk dengan cara osmosis. Aliran air secara apoplas tidak dapat terus mencapai xilem karena terhalang oleh lapisan endodermis. Kenapa air berhenti mengalir ? Air tidak mengalir karena terhalang bagian endodermis bersifat impermeable yang memiliki penebalan dinding sel dari suberin dan lignin. Namun ada bagian yang khusus yaitu celah kaspari yang bisa dilalui air. Dengan demikian, pengangkutan air secara apoplas pada bagian korteks dan stele menjadi terpisah.

2.      Pengangkutan Simplas

Pada pengangkutan ini, setelah masuk kedalam sel epidermis bulu akar, air dan mineral yang terlarut bergerak masuk kedalam sel (inilah yang membedakan dari keduanya). Air masuk sitoplasma dan vakuola, kemudian bergerak dari satu sel ke sel yang lain melalui plasmodesmata. Sistem pengangkutan ini , menyebabkan air dapat mencapai bagian Xylem yang ada bagian silinder pusat. Adapun lintasan aliran air pada pengangkutan simplas jika diurutkan dari luar kedalam. Sel – sel bulu akar menuju sel – sel korteks - endodermis - perisikel - xilem. Dari sini , air dan garam mineral siap diangkut keatas menuju batang dan daun secara intravasikular.

B.     Pengangkutan melalui berkas pengangkutan (pengangkutan intravaskuler)

Setelah melewati sel – sel akar, air dan mineral yang terlarut akan masuk ke pembuluh kayu (xilem). Selanjutnya terjadi pengangkutan secara vertikal dari akar menuju batang sampai kedaun. Pembuluh kayu disusun oleh beberapa jenis sel, namun bagian yang berperan penting dalam proses pengangkutan air dan mineral ini adalah sel – sel trakea. Bagian ujung sel trakea terbuka membentuk pipa kapiler. Struktur jaringan xilem seperti pipa kapiler ini terjadi karena sel – sel penyusun jaringan tersebut mengalami fusi (penggabungan). Air bergerak dari sel trakea satu ke sel trakea yang di atasnya mengikuti prinsip kapilaritas dan kohesi air dalam sel trakea xilem.

B.     MEKANISME HANTARAN AIR

Air yang diserap akar dialirkan ke atas dengan mekanisme:

a.       Tekanan Akar

Akar tumbuhan menyerap air dan garam mineral baik siang maupun malam. Pada malam hari, ketika transpirasi sangat rendah atau bahkan nol, sel-sel akar masih tetap menggunakan energi untuk memompa ion – ion mineral ke dalam xilem. Endodermis yang mengelilingi stele akar tersebut membantu mencegah kebocoran ion – ion ini keluar dari stele. Akumulasi mineral di dalam stele akan menurunkan potensial air. Air akan mengalir masuk dari korteks akar, menghasilkan suatu tekanan positif yang memaksa cairan naik ke xilem. Dorongan getah xilem ke arah atas ini disebut tekanan akar (roof pressure). Tekanan akar juga menyebabkan tumbuhan mengalami gutasi, yaitu keluarnya air yang berlebih pada malam hari melalui katup pelepasan (hidatoda) pada daun. Biasanya air yang keluar dapat kita lihat pada pagi hari berupa tetesan atau butiran air pada ujung-ujung helai daun rumput atau pinggir daun kecil herba (tumbuhan tak berkayu) dikotil.

b.      Kapilaritas Batang

Pengangkutan air melalui pembuluh kayu (xilem), terjadi karena pembuluh kayu (xilem) tersusun seperti rangkaian pipa-pipa kapiler. Dengan kata lain, pengangkutan air melalui xilem mengikuti prinsip kapilaritas. Daya kapilaritas disebabkan karena adanya kohesi antara molekul air dengan air dan adhesi antara molekul air dengan dinding pembuluh xilem. Baik kohesi maupun adhesi ini menimbulkan tarikan terhadap molekul air dari akal sampai ke daun secara bersambungan.

c.       Daya Hisap Daun (Tarikan Transpirasi)

Pada organ daun terdapat proses penguapan air melalui mulut daun (stomata) yang dikenal sebagai proses transpirasi. Proses ini menyebabkan sel daun kehilanagan air dan timbul tarikan terhadap air yang ada pada sel – sel di bawahnya dan tarikan ini akan diteruskan molekul demi molekul, menuju ke bawah sampai ke seluruh kolom air pada xilem sehingga menyebabkan air tertarik ke atas dari akar menuju ke daun.

Dengan adanya transpirasi membantu tumbuhan dalam proses penyerapan dan transportasi air di dalam tumbuhan. Adapun transpirasi itu sendiri merupakan mekanisme pengaturan fisiologis yang berhubungan dengan proses adaptasi tumbuhan terhadap lingkungan.

(http://biologigonz.blogspot.com/2010/03/transportasi-tumbuhan.html)

2.5.      PERJALANAN AIR DI DALAM TUBUH TANAMAN

Kalau pemasukan air ke dalam akar kita bayangkan sebagai gerak horizontal, maka bagian-bagian akar (dikotil) yang dilewatinya ialah bulu-bulu akar, sel-sel korteks, sel-sel endodermis, sel-sel perisikel dan akhirnya air itu sampai di pembuluh kayu (xilem). Di dalam silem air tidak lagi bergerak secara horizontal, melainkan secara vertikal menuju ke daun. Pada beberapa jenis pohon-pohonan naiknya air samai berpuluh-puluh meter, menentang gaya berat. Apa gerangan penyebab kenaikan air ini ? hal ini sungguh menyibukkan orang mencari keterangan.

Di antara banyak teori yang mencoba memberi jawaban kepada pertanyaan diatas ini, kita bicarakan :

A.    Teori Vital

Seperti telah kita kenal dari anatomi maka silem yang dilewati air pembuluh yang mati. Lagi pula, silem yang tua tidak lagi merupakan jalan air, sehingga hanya silem yang dekat kambium sajalah yang menjadi jalannya air dari akar ke ujung batang. Hal ini mudah dibuktikan dengan suatu percobaan, dimana bagian kayu yang masih muda dari suatu batang dapat dipotong kemudian mengambil hasilnya pada daun-daun yang bersesuaian kedudukannya dengan letak silem yang terputus tadi. Hal tersebut juga dapat kita saksikan di alam raya, dimana kita sering melihat adanya pohon besar yang masih tetap hidup, meskipun kayu bagian dalamnya habis dirong-rong oleh serangga atau mikroorganisme.

Di dalam tubuh tanaman, maka silem merupakan pipa-pipa yang satu sama lain berhubung-hubungan, meskipun tidak selalu secara langsung. Di dalam pipa-pipa kapiler itu air naik dari akar ke ujung batang merentang gaya berat dan disamping itu harus pula mengatasi gesekan dari dinding pipa.

Teori vital mengatakan, bahwa perjalanan air semacam itu hanya dapat terlaksana karena pertolongan sel-sel hidup, dalam hal ini ialah sel-sel parenkim kayu dan sel-sel jari-jari empulur yang ada disekitar silem.

Strasburger telah melakukan suatu percobaan, dimana suatu pohon setinggi 22 m digergaji pada pangkalnya, kemudian pangkal itu dimasukkan kedalam asam pikrin. Selang beberapa hari, setelah diketahuinya asam pikrin itu sampai di daun, maka pangkal pohon eik ganti direndam di dalam suatu larutan yang mengandung zat warna fuksin. Fuksin ini pun muncul juga sampai di daun. Percobaan ini menunjukan, bahwa di dalam silem yang sudah dilewati asam pikrin dan dengan demikian sel-sel hidup yang berada di sekitarnya tentu mati kena asam pikrin-air (fuksin) masih tetap dapat naik keatas. Akan tetapi apakah air yang naik itu tetap cukup banyak dan sesuia dengan yang dibutuhkan oleh daun, hal ini masih merupakan pertanyaan, sebab kalau kita potong suatu batang dan kemudian pangkal batang itu dipanasi sampai 90 derajat celcius sehingga ada selapis sel dekat pangkal itu, dan akhirnya batang itu kita rendam di dalam air, maka daun-daun yang ada pada ujung batang tak lama kemudian layu dan gugur juga. Mungkin sekali pembunuhan sel-sel tersebut menyebabkan tersumbatnya silem, mungkin juga sel-sel yang terbunuh itu menghasilkan bisa yang kemudian meracuni daun-daun.

B.     Tekanan Akar

Adanya pengeluaran air pada bidang potongan tonggak suatu batang yang dipangkas dekat tanah memberi kesan kepada kita seolah-olah didalam daerah akar itu ada suatu tenaga penggerak air. Tenaga ini tidak lebih banyak dari pada dua atmosfer. Persangkaan, bahwa sel-sel endodermis mempunyai suatu aktivitas sebagai pompa sangat lah sukar untuk diselidiki kebenarannya.

C.     Hukum Kapilaritas

Pembuluh silem dapat kita pandang sebagai pembuluh kapiler, sehingga air naik di dalamnya sebagai akibat dari adhesi antara dinding silem dengan molekul-molekul air. Akan tetapi peranan ini tidaklah demikian pentingnya.

D.    Teori Kohesi atau Teori Benang Air

Kita dapat membayangkan adanya molekul-molekul yang berderet-deret mulai dari dalam tanah terus bersambung-sambung di bulu akar dan selanjutnya sampai di daun. Jika suatu molekul air yang ada di daun meloncat di udara, yaitu pada peristiwa transpirasi, maka molekul air yang meninggalkan daun itu tempatnya segera diduduki oleh molekul air yang semula ada dibawahnya. Seterusnya molekul nomor tiga menduduki tempat molekul nomor dua, demikian seterusnya sehingga suatu molekul yang semula tepat diluar bulu akar akhirnya mendapat kesempatan masuk sel akar. (Dwijoseputro, D. 1980)