MENGAPA AIR PENTING UNTUK LUMUT? - BIOLOGI - 2025

Air sangat penting untuk lumut kerana tumbuhan ini tidak mempunyai tisu vaskular atau organ khusus untuk penyerapan. Sebaliknya, mereka tidak dapat mengatur kehilangan air dan bergantung kepadanya untuk pembiakan seksual.

Lumut tergolong dalam bryophytes, yang dianggap sebagai kumpulan tanaman pertama yang menjajah persekitaran daratan. Gametofit membentuk badan vegetatif dan sporofit bergantung padanya.

Setitis air di lumut. Pengarang: publicdomainpictures.net

Tumbuhan ini mempunyai kutikula yang sangat nipis dan tidak mempunyai stomata yang mengatur peluh. Mereka sangat rentan terhadap perubahan kelembapan, sehingga mereka dapat mengalami dehidrasi dengan cepat.

Penyerapan air boleh berlaku di seluruh kilang atau melalui rizoid. Pengaliran boleh dilakukan dengan kapilari, apoplastik atau sederhana. Dalam beberapa kumpulan terdapat sel yang khusus dalam pengangkutan air (hidroid).

Gamet jantan (sperma) dilambangkan dan memerlukan kehadiran air untuk mencapai sel telur (gamet betina).

Banyak lumut mempunyai kemampuan besar untuk pulih dari dehidrasi. Sampel herbarium Grimmia pulvinata telah terbukti berkesan setelah 80 tahun pengeringan.

Ciri umum lumut

Lumut tergolong dalam kumpulan bryophytes atau tumbuhan bukan vaskular, yang dicirikan oleh tidak mempunyai tisu khusus untuk mengalirkan air.

Badan vegetatif sesuai dengan gametofit (fasa haploid). Sporofit (fasa diploid) kurang berkembang dan bergantung pada gametofit untuk penyelenggaraan.

Secara umum, lumut tidak mencapai ukuran yang besar. Panjangnya antara beberapa milimeter hingga 60 cm. Mereka mempunyai pertumbuhan foliose, dengan sumbu tegak (caulidium) yang melekat pada substrat oleh filamen kecil (rizoid). Mereka mempunyai struktur seperti daun (filidia).

Badan vegetatif gametofit

Kaulidium tegak atau merayap. Rizoid adalah multiselular dan bercabang. Filidia dikonfigurasi secara heliks di sekitar kaulidium dan tidak berfungsi.

Tubuh lumut secara praktikal terdiri daripada tisu parenkim. Pori-pori seperti stomatal mungkin terdapat pada lapisan tisu terluar dari beberapa struktur.

Filidios diratakan. Secara amnya terdapat lapisan sel, dengan pengecualian zon tengah (pantai) di mana mereka dapat menunjukkan beberapa lapisan.

Struktur pembiakan

Struktur seks terbentuk pada badan vegetatif gametofit. Lumut boleh menjadi monoecious (kedua-dua jantina pada kaki yang sama) atau dioecious (jantina pada kaki yang terpisah).

Antheridium membentuk struktur seksual lelaki. Mereka boleh berbentuk bulat atau memanjang dan sel dalam membentuk sperma (gamet lelaki). Sperma mempunyai dua flagella dan perlu bergerak melalui air.

Struktur seksual wanita dipanggil archegonia. Mereka berbentuk seperti botol dengan pangkalan yang melebar dan bahagian yang sempit panjang. Di dalamnya, oocell (gamete betina) terbentuk.

Sporofit

Apabila persenyawaan telur berlaku di archegonium, embrio terbentuk. Ini mula membahagi dan membentuk badan diploid. Ini terdiri daripada haustorium yang melekat pada gametofit, yang fungsinya adalah penyerapan air dan nutrien.

Kemudian ada pedicel dan kapsul (sporangium) dalam kedudukan apikal. Apabila matang, kapsul menghasilkan archesporium. Selnya mengalami meiosis dan spora terbentuk.

Spora dilepaskan dan disebarkan oleh angin. Kemudian mereka bercambah untuk menghasilkan badan vegetatif gametofit.

Struktur vegetatif lumut dan hubungannya dengan air

Bryophytes dianggap sebagai tanaman pertama yang menjajah persekitaran daratan. Mereka tidak mengembangkan tisu sokongan atau adanya sel-sel lignifikasi, sehingga ukurannya kecil. Namun, mereka mempunyai beberapa ciri yang mendorong pertumbuhan mereka di luar air.

Kain pelindung

Salah satu ciri utama yang membolehkan tanaman menjajah persekitaran daratan adalah adanya tisu pelindung.

Tumbuhan terestrial mempunyai lapisan lemak (kutikula) yang menutup sel luar badan tumbuhan. Ini dianggap sebagai salah satu penyesuaian yang paling relevan untuk mencapai kebebasan dari persekitaran air.

Dalam kes lumut, kutikula nipis terdapat pada sekurang-kurangnya salah satu wajah filidia. Walau bagaimanapun, strukturnya membenarkan masuknya air di beberapa kawasan.

Sebaliknya, kehadiran stomata telah memungkinkan tanaman terestrial mengatur kehilangan air melalui transpirasi. Stomata tidak terdapat dalam badan vegetatif gametofit lumut.

Atas sebab ini, mereka tidak dapat mengawal kehilangan air (ia adalah poikilohydric). Mereka sangat sensitif terhadap perubahan kelembapan di lingkungan dan tidak dapat menahan air di dalam sel apabila terdapat kekurangan air.

Stomata telah diperhatikan dalam kapsul sporofit beberapa spesies. Mereka dikaitkan dengan mobilisasi air dan nutrien ke arah sporofit dan bukan dengan kawalan kehilangan air.

Penyerapan air

Pada tumbuhan vaskular, penyerapan air berlaku melalui akar. Dalam kes bryophytes, rizoid umumnya tidak mempunyai fungsi ini, melainkan pada pemasangan ke substrat.

Lumut menunjukkan dua strategi berbeza untuk menyerap air. Menurut strategi yang mereka buat, mereka diklasifikasikan menjadi:

Spesies endohidrik : air diambil terus dari substrat. Rizoid mengambil bahagian dalam penyerapan dan kemudian air disalurkan secara dalaman ke seluruh badan tanaman.

Spesies Exhydric : penyerapan air berlaku di seluruh badan tumbuhan dan diangkut melalui penyebaran. Sebilangan spesies mungkin mempunyai penutup bulu (tomentum) yang menyokong penyerapan air yang terdapat di persekitaran. Kumpulan ini sangat sensitif terhadap penyahgaraman.

Spesies endohidrik mampu tumbuh di persekitaran yang lebih kering daripada spesies ekshidrik.

Pengaliran air

Pada tumbuhan vaskular air dikendalikan oleh xilem. Sel pengalir tisu ini mati dan dindingnya sangat lignis. Kehadiran xilem menjadikan mereka sangat cekap dalam penggunaan air. Ciri ini telah membolehkan mereka menjajah sejumlah besar habitat.

Pada lumut, tidak ada kehadiran tisu lignifikasi. Pengaliran air boleh berlaku dalam empat cara yang berbeza. Salah satunya adalah pergerakan sel ke sel (jalan sederhana). Cara lain adalah seperti berikut:

Apoplastik : air bergerak melalui apoplas (dinding dan ruang antara sel). Jenis pemanduan ini jauh lebih pantas daripada yang sederhana. Ia lebih cekap pada kumpulan yang mempunyai dinding sel tebal, kerana kekonduksian hidrauliknya yang lebih tinggi.

Ruang kapilari : dalam kumpulan ectohydric mobilisasi air cenderung dengan kapilari. Ruang kapilari terbentuk di antara filidia dan kaulidium yang memudahkan pengangkutan air. Saluran kapilari boleh mencapai panjang hingga 100 µm.

Hidroid : dalam spesies endohidrik terdapat sistem konduksi asas yang diperhatikan. Sel-sel yang khusus dalam pengaliran air yang disebut hidroid diperhatikan. Sel-sel ini mati, tetapi dindingnya nipis dan sangat telap untuk disiram. Mereka disusun dalam satu baris di atas yang lain dan terletak di tengah-tengah kaulidium.

Pembiakan seksual yang bergantung kepada air

Lumut mempunyai gamet lelaki (sperma). Apabila antheridium matang, kehadiran air diperlukan agar ia terbuka. Setelah dehiscence berlaku, sperma tetap terapung di dalam filem air.

Agar persenyawaan berlaku, kehadiran air sangat penting. Sperma dapat bertahan dalam medium berair selama kira-kira enam jam dan dapat menempuh jarak hingga 1 cm.

Kedatangan gamet lelaki ke antheridia disukai oleh kesan titisan air. Apabila mereka memercik ke arah yang berbeza, mereka membawa sejumlah besar sperma. Ini sangat penting dalam pembiakan kumpulan keuskupan.

Dalam banyak kes, antheridia berbentuk seperti cawan, yang memudahkan penyebaran sperma ketika hentaman air berlaku. Lumut dengan kebiasaan menjalar membentuk lapisan air yang berterusan atau terus menerus di mana gamet bergerak.

Toleransi lumut terhadap dehidrasi

Sebilangan lumut adalah wajib air. Spesies ini tidak bertoleransi terhadap pengeringan. Walau bagaimanapun, spesies lain mampu tumbuh di persekitaran yang melampau, dengan tempoh kering yang ketara.

Kerana mereka poikilohidrik, mereka dapat kehilangan dan mendapatkan air dengan cepat. Apabila persekitaran kering, mereka boleh kehilangan hingga 90% air dan pulih apabila kelembapan meningkat.

Spesies Tortula ruralis telah disimpan dengan kandungan lembapan 5%. Dengan dihidrasi semula, dia dapat mendapatkan kembali kemampuan metabolisme. Kes lain yang menarik ialah Grimmia pulvinata. Sampel herbarium berusia lebih dari 80 tahun terbukti dapat dilaksanakan.

Toleransi terhadap dehidrasi banyak lumut merangkumi strategi yang membolehkan mereka menjaga integriti membran sel.

Salah satu faktor yang menyumbang untuk menjaga struktur sel adalah kehadiran protein yang disebut rehidrin. Mereka campur tangan dalam penstabilan dan pembentukan semula membran yang rosak semasa dehidrasi.

Dalam beberapa spesies, vakuola diperhatikan terbahagi kepada banyak vakuola kecil semasa dehidrasi. Apabila kandungan lembapan meningkat, mereka bergabung dan membentuk vakuola besar lagi.

Tumbuhan yang tahan terhadap pengeringan dalam jangka masa panjang menunjukkan mekanisme antioksidan, kerana fakta bahawa kerosakan oksidasi meningkat dengan masa dehidrasi.

Rujukan

1. Glime J (2017) Hubungan air: Strategi tanaman. Bab 7-3. Dalam: Glime J (ed.) Bryophyte Ecology Volume I. Ekologi Fisiologi. Ebook yang ditaja oleh Universiti Teknologi Michigan dan Persatuan Bryologist Antarabangsa. 50.pp.
2. Glime J (2017) Hubungan air: Habitat. Bab 7-8. Dalam: Glime J (ed.) Bryophyte Ecology Volume I. Ekologi Fisiologi. Ebook yang ditaja oleh Universiti Teknologi Michigan dan Persatuan Bryologist Antarabangsa. 29.pp.
3. Green T, L Sancho dan A Pintado (2011) Ekofisiologi Siklus Pengeringan / Rehidrasi di Mosses dan Lichens. Dalam: Lüttge U, E Beck dan D Bartels (eds) Toleransi Pengeringan Tumbuhan. Kajian Ekologi (Analisis dan Sintesis), jilid 215. Springer, Berlin, Heidelberg.
4. Izco J, E Barreno, M Brugués, M Costa, J Devesa, F Fernández, T Gallardo, X Llimona, E Salvo, S Talavera dan B Valdés (1997) Botánica. McGraw Hill - Interamericana dari Sepanyol. Madrid Sepanyol. 781 hlm.
5. Montero L (2011) Pencirian beberapa aspek fisiologi dan biokimia lumut Pleurozium schreberi berkaitan dengan kemampuannya untuk bertoleransi terhadap dehidrasi. Tesis untuk memohon gelaran Doktor Sains Pertanian. Fakulti Agronomi, Universiti Nasional Colombia, Bogotá. 158 hlm.