sistem transportasi tumbuhan

Sistem Transportasi Pada Tumbuhan -  Pengertian transportasi pada tumbuhan adalah proses pengambilan dan pengeluaran zat-zat keseluruh bagian tubuh tumbuhan. Pada tumbuhan tingkat rendah, penyerapan air dan zat hara terlarut didalamnya dilakukan melalui seluruh bagian tubuh. Pada tumbuhan tingkat tinggi proses pengangkutan dilakukan pembuluh pengangkut yang terdiri dari xilem dan floem yang merupakan alat transportasi pada tumbuhan tingkat tinggi.

Tumbuhan memerlukan berbagai macam zat untuk kelangsungan hidupnya. Zat-zat tersebut sebagian besar diambil dari lingkungan, misalnya mineral, air, karbon dioksida, dan oksigen. Tumbuhan tingkat tinggi mengambil oksigen dan karbon dioksida melalui daun. Air dan garam-garam mineral diserap oleh tumbuhan dari dalam tanah melalui rambut-rambut akar yang terdapat pada epidermis akar. Tumbuhan mengambil air, karbon dioksida, dan oksigen dengan cara difusi, osmosis, dan transpor aktif.

Tumbuhan membutuhkan air sepanjang hidupnya. Setelah diserap akar, air digunakan dalam semua reaksi kimia, mengangkut zat hara, membangun turgor, dan akhirnya keluar dari daun sebagai uap atau air. Tumbuhan mempunyai sistem pengangkutan (transportasi) air dan garam mineral yang diperoleh dari tanah agar air tetap tersedia.

Proses transportasi pada tumbuhan tingkat tinggi menggunakan dua macam cara pengangkutan air dan garam mineral yang diperoleh dari tanah, yaitu ekstravaskular dan intravaskular. Pengangkutan ekstravaskular adalah pengangkutan di luar berkas pembuluh. Pengangkutan ini bergerak dari permukaan akar menuju ke bagian-bagian yang letaknya lebih dalam dan menuju ke berkas pembuluh. Sementara itu, pengangkutan intravaskular adalah pengangkutan melalui berkas pembuluh dari akar menuju bagian atas tumbuhan.

1. Sistem Transportasi Pada Tumbuhan Secara Ekstravaskular (Proses Pengangkutan Ekstravaskular)

Pada sistem transportasi tumbuhan ini, air akan masuk melalui sel epidermis akar kemudian bergerak di antara sel-sel korteks. Air harus melewati sitoplasma sel-sel endodermis untuk memasuki silinder pusat (stele).

Setelah sampai di stele, air akan bergerak bebas di antara sel-sel. Cara transportasi dalam pengangkutan air dan mineral secara ekstravaskular ada dua macam, yaitu apoplas dan simplas.

Ilustrasi sistem transportasi pada tumbuhan simplas dan apoplas

Sistem transportasi pada tumbuhan dengan cara apoplas adalah menyusupnya air tanah secara difusi bebas atau transpor pasif melalui semua bagian tidak hidup dari tumbuhan, misalnya dinding sel dan ruang-ruang antarsel. Transportasi apoplas tidak dapat terjadi saat melewati endodermis sebab dalam sel-sel endodermis terdapat pita kaspari yang menghalangi air masuk ke dalam xilem.

Pita kaspari ini terbentuk dari zat suberin (gabus) dan lignin. Oleh karena itu, apoplas dapat terjadi di semua bagian kecuali endodermis. Air yang menuju endodermis ditranspor secara simplas melalui sel peresap.

Kebalikan dari transportasi apoplas adalah transportasi simplas. Sistem transportasi pada tumbuhan dengan cara simplas adalah bergeraknya air tanah dan zat terlarut melalui bagian hidup dari sel tumbuhan. Pada sistem simplas ini perpindahan terjadi secara osmosis dan transpor aktif melalui plasmodesmata.

Transportasi simplas dimulai dari sel-sel rambut akar ke sel-sel parenkim korteks yang berlapis-lapis, sel-sel endodermis, sel-sel perisikel, dan akhirnya ke berkas pembuluh kayu atau xilem. Pengangkutan mineral melalui transpor aktif. Mineral mampu masuk ke dalam akar karena melawan gradien konsentrasi, yaitu dari daerah berkonsentrasi rendah ke daerah berkonsentrasi tinggi.

Gambar Skema Proses Pengangkutan Ekstravaskular Secara Simplas Dan Apoplas

2. Sistem Transportasi Pada Tumbuhan Secara Intravaskular (Proses Pengangkutan Intravaskular)

Pengangkutan intravaskular adalah pengangkutan melalui berkas pembuluh (xilem) dari akar menuju bagian atas tumbuhan. Pengangkutan air dan mineral dimulai dari xilem akar ke xilem batang menuju xilem tangkai daun dan ke xilem tulang daun.

Pada tulang daun terdapat ikatan pembuluh. Air dari xilem tulang daun ini masuk ke sel-sel bunga karang pada mesofil. Setelah mencapai sel-sel bunga karang, air dan garam-garam mineral disimpan untuk digunakan dalam proses fotosintesis dan transportasi. Transportasi pada trakea lebih cepat dari pada transportasi pada trakeida.

Ada beberapa jenis tumbuhan yang tidak mempunyai trakea sehingga trakeida merupakan satu-satunya saluran pengangkutan air tanah. Tumbuhan yang tidak mempunyai trakea misalnya pada tumbuhan paku dan tumbuhan berbiji terbuka. Pengangkutan air dan mineral dari bawah ke atas tubuh tumbuhan oleh xilem mengikuti beberapa teori sebagai berikut.

• Teori vital. Teori vital menyatakan bahwa perjalanan air dari akar menuju daun dapat terlaksana karena adanya sel-sel hidup, misalnya sel-sel parenkim dan jari-jari empulur di sekitar xilem.
• Teori Dixon Joly. Teori Dixon Joly menyatakan bahwa naiknya air ke atas karena tarikan dari atas, yaitu ketika daun melakukan transpirasi. Air selalu bergerak dari daerah basah ke daerah kering.
• Teori tekanan akar. Teori tekanan akar menyatakan bahwa air dan mineral naik ke atas karena adanya tekanan akar. Tekanan akar ini terjadi karena perbedaan konsentrasi air dalam air tanah dengan cairan pada saluran xilem. Tekanan akar paling tinggi terjadi pada malam hari dan dapat menyebabkan merembesnya tetes-tetes air dari daun tumbuhan (gutasi).

Gambar Skema Proses Pengangkutan (transportasi) Air Dari Akar Menuju Ke Batang Dan Daun

Pada dasarnya, sistem transportasi pada tumbuhan untuk mengangkut air dan mineral dari tanah ke dalam tumbuhan melibatkan tiga proses sebagai berikut.

a. Proses Osmosis

Pengertian osmosis adalah proses perpindahan air dari daerah yang berkonsentrasi rendah (hipotonik) ke daerah yang berkonsentrasi tinggi (hipertonik) melalui membran semipermiabel. Membran semipermiabel adalah selaput pemisah yang hanya bisa ditembus oleh air dan zat tertentu yang larut di dalamnya. Keadaan tegang yang timbul antara dinding sel dengan dinding isi sel karena menyerap air disebut turgor, sedang tekanan yang ditimbulkan disebut tekanan turgor.

Untuk sel tumbuhan bersifat selektif semipermiabel. Setiap sel hidup merupakan sistem osmotik. Jika sel ditempatkan dalam larutan yang lebih pekat (hipertonik) terhadap cairan sel, air dalam sel akan terhisap keluar sehingga menyebabkan sel mengkerut.

Osmosis adalah kasus khusus dari transpor pasif, dimana molekul air berdifusi melewati membran yang bersifat selektif permeabel. Dalam sistem osmosis, dikenal larutan hipertonik (larutan yang mempunyai konsentrasi terlarut tinggi), larutan hipotonik (larutan dengan konsentrasi terlarut rendah), dan larutan isotonik (dua larutan yang mempunyai konsentrasi terlarut sama). Jika terdapat dua larutan yang tidak sama konsentrasinya, maka molekul air melewati membran sampai kedua larutan seimbang.

b. Proses Difusi

Pengertian difusi adalah perpindahan zat-zat atau molekul-molekul dari daerah konsentrasi tinggi (hipertonik) ke konsentrasi rendah (hipotonik). Misal pengambilan O2 dan pengeluaran CO2 saat pernafasan, penyebaran setetes tinta dalam air.

Difusi dapat berlangsung dalam sel-sel hidup, termasuk pada sel tumbuhan. Telah diketahui bahwa isi sel hidup adalah protoplasma yang merupakan satu larutan. Tubuh tumbuhan dibangun oleh sel-sel tumbuhan yang setiap selnya memiliki dinding sel dari selulosa. Dinding tersebut umumnya bersifat permeabel sehingga dapat dilewati air dan zat-zat telarut di dalamnya.

Faktor yang mempengaruhi difusi antara lain :

1. Suhu, semakin tinggi suhu, maka difusi makin cepat
2. BM, semakin besar, maka difusi semakin lambat
3. Kelarutan dalam medium, semakin besar maka difusi semakin cepat
4. Beda potensial kimia, semakin besar maka difusi makin cepat

Ilustrasi Proses Difusi Dan Osmosis

c. Proses Transpor Aktif

Pengertian transpor aktif adalah pengangkutan zat-zat menembus membran impermeabel dan melawan gradien konsentrasi, dengan bantuan energi dari ATP dan protein kotranspor. Transpor aktif adalah pengangkutan zat dengan bantuan energi. Sumber energi yang digunakan berasal dari ATP dan ADP. Contoh, pengangkutan glukosa dalam tubuh. Glukosa tidak dapat menembus membran sel sebelum diaktifkan oleh ATP atau ADP. Dengan mengubah glukosa menjadi glukosa fosfat. Untuk membentuk glukosa fosfat diperlukan energi pengaktifan yang tersimpan dalam ATP.

Ilustrasi Proses Transpor Aktif Dan Pasif

Pengangkutan lintas membran dengan menggunakan energi ATP, melibatkan pertukaran ion Na+ dan K+ (pompa ion) serta protein kontraspor yang akan mengangkut ion Na+ bersama melekul lain seperti asam amino dan gula. Arahnya dari daerah berkonsentrasi tinggi ke konsentrasi rendah. Misal perpindahan air dari korteks ke stele.

sumber: http://www.biologipedia.com