Hubungan Lingkungan Dalam Ekosistem (Ekologi Tumbuhan)

Lingkungan hidup adalah suatu kesatuan hidup antara kondisi fisik yang mencakup keadaan sumber daya alam seperti tanah, air, energi surya, mineral, serta flora dan fauna yang tumbuh di atas tanah maupun di dalam lautan, dengan kelembagaan yang meliputi ciptaan manusia seperti keputusan bagaimana menggunakan lingkungan fisik tersebut.

Hubungan Kehidupan dari lingkungan hidup itu disebut Ekosistem

Ekosistem adalah suatu sistem ekologi yang terbentuk oleh hubungan timbal balik antara mahkluk hidup dengan lingkungannya. Ekosistem bisa dikatakan juga suatu tatanan kesatuan secara utuh dan menyeluruh antara segenap unsur lingkungan hidup yang saling mempengaruhi. Ekosistem merupakan suatu interaksi yang kompleks dan memiliki penyusun yang beragam. Di bumi ada bermacam-macam ekosistem.

Komponen-komponen pembentuk ekosistem adalah:

• Komponen hidup (biotik)
• Komponen tak hidup (abiotik)

Kedua komponen tersebut berada pada suatu tempat dan berinteraksi membentuk suatu kesatuan yang teratur. Misalnya, pada suatu ekosistem aquarium, ekosistem ini terdiri dari ikan, tumbuhan air, plankton yang terapung di air sebagai komponen biotik, sedangkan yang termasuk komponen abiotik adalah air, pasir, batu, mineral dan oksigen yang terlarut dalam air.

Organisme

Dalam biologi dan ekologi, organisme (dalam bahasa Yunani organon yang berarti alat) adalah kumpulan molekul-molekul yang saling mempengaruhi sedemikian sehingga berfungsi secara stabil dan memiliki sifat hidup.

Ciri-ciri yang umum didapati pada banyak organisme adalah sebagai berikut:

1. Bernafas
2. Bergerak
3. Memerlukan makanan
4. Tumbuh
5. Berkembang biak
6. Peka terhadap rangsang

Namun demikian, ciri-ciri tersebut tidaklah universal. mikroorganisme seperti misalnya bakteri tidaklah bernafas, namun menggunakan jalur kimiawi lain. Banyak organisme yang tidak mampu bergerak secara independen dan banyak organisme tidak dapat berkembang biak, walaupun spesiesnya mampu.

Jaringan Parenkim ( Jaringan Dasar ) Pada Tumbuhan

Disebut jaringan dasar karena jaringan ini merupakan dasar dari semua jaringan dan sebagian besar organ tumbuhan tersusun atas jaringan parenkim.

Sifat-sifat parenkim:

Bentuk sel bermacam-macam: isodiametris/polihedris (bentuk pada umumnya) silindris memanjanang (palisade, jari-jari medula), bercuping (bung karang dan palisade Lilium), mempunyai lipatan ke arah dalam (Pinus), bintang (Scirpus, Juncus, Canna). Sel masih hidup, yang mengandung kloroplas disebut juga klorenkim. Sel-sel berdinding tipis, vakuola besar, dinding sel dari selulosa dan hemiselulosa. Sel yang berdinding tebal mempunyai noktah sederhana. Sel-selnya dapat tersusun rapat tanpa r.a.s/longgar dengan r.a.s yang besar/luas.

Jaringan-jaringan yang tersusun oleh sel-sel parenkim: Empulur, kortex batang dan akar, mesofil daun, endosperm biji, daging buah, jari-jari empulur dan jaringan yang terdapat di antara berkas fluem dan xilem (primer maupun sekunder).

Asal parenkim :

Dari meristem apikal batang/akar, kambium, felogen. Plastida di dalam sel-sel penyusun jaringan parenkim : leukoplas, kloroplas, kromoplas.

Parenkim merupakan tempat utama berlangungnya aktifitas tumbuhan yang penting, misal : fotosintesa, respirasi, penimbunan zat-zat makanan cadangan, sekresi, ekskresi dan bentuk aktifitas tersebut tergantung pada protoplas sel-sel penyusunnya.

Sel parenkim yang terdapat pada jaringan xilem dan fluem memegang peranan penting pada gerak/transport bahan makanan pada buluh tapis.

Isi sel parenkim :

1.         Plastida; antara lain kloroplas klorenkim (mesofil daun, bagian perifer batang yang masih muda, korteks).

2.         Kristal

3.         Tanin

4.         Minyak dan hasil sekresi lainnya

5.         Tepung

6.         Aleuron

Zat-zat tersebut dapat berada dalam vakuola / cairan sel atau dalam sitoplasma sel.

Contoh :

Gula, KH yang dapat larut dan zat bernitrogen dalam cairan sel (gula, amida, protein) pada akar bit-gula dan pada umbi lapis Allium cepa. Pati, protein, lemak dihasilkan dalam sitoplasma sel.

(Protein dan pati) sitoplasma pada sel kotiledon spesies-spesies anggota Leguminosae (Protein dan minyak) pada endosperm Ricinus communis dan kotiledon Gycine max.

Pada umbi kentang :

-amida dan protein dalam cairan sel;

-pati dalam sitoplasma.

Fungsi Parenkim :

1.      Sebagai jaringan penyimpan makanan cadangan.

2.      Sebagai tempat melakukan proses pembuatan zat makanan.

3.      Dapat melakukan proses pengangkutan (yang ada di dekat xilem).

4.      Mampu melakukan proses pernafasan karena banyaknya ruang antar sel.

5.      Dapat sebagai jaringan penyimpan air, karena vakuola sel yang besar pada Xerophyta (sukulen) sel besar, dinding tipis, sitoplasma seperti selaput tipis, tanpa / sedikit kloroplas, vakuola besar.

6.      Dapat berfungsi sebagai jaringan penguat karena sifatnya yang turgosen dan telah mengalami lignifikasi; di daerah xilem sekunder.

Parenkim penyimpan cadangan makanan yang berupa aleuron/tepung dapat juga berdinding tebal, namun tetap merupakan dinding primer (dari selulosa dan hemiselulosa). Misal pada : biji-biji Strychnos nux-vomica; Diospyros virginia, Phoenix dactylifera.

Parenkim terdiri atas kelompok sel hidup yang bentuk, ukuran, maupun fungsinya berbeda-beda. Sel-sel parenkim mampu mempertahankan kemampuannya untuk membelah meskipun telah dewasa sehingga berperan penting dalam proses regenerasi. Sel-sel parenkim yang telah dewasa dapat bersifat meristematik bila lingkungannya memungkinkan. Jaringan parenkim terutama terdapat pada bagian kulit batang dan akar, mesofil daun, daging buah, dan endosperma biji. Sel-sel parenkim juga tersebar pada jaringan lain, seperti pada parenkim xilem, parenkim floem, dan jari-jari empulur.

Ciri utama sel parenkim adalah memiliki dinding sel yang tipis, serta lentur. Beberapa sel parenkim mengalami penebalan, seperti pada parenkim xilem. Sel parenkim berbentuk kubus atau memanjang dan mengandung vakuola sentral yang besar. Ciri khas parenkim yang lain adalah sel-selnya banyak memiliki ruang antarsel karena bentuk selnya membulat. Parenkim yang mempunyai ruang antarsel adalah daun. Ruang antarsel ini berfungsi sebagai sarana pertukaran gas antar klorenkim dengan udara luar. Sel parenkim memiliki banyak fungsi, yaitu untuk berlangsungnya proses fotosintesis, penyimpanan makanan dan fungsi metabolisme lain. Isi sel parenkim bervariasi sesuai dengan fungsinya, misalnya sel yang berfungsi untuk fotosintesis banyak mengandung kloroplas. Jaringan yang terbentuk dari sel-sel parenkim semacam ini disebut klorenkim. Cadangan makanan yang terdapat pada sel parenkim berupa larutan dalam vakuola, cairan dalam plasma atau berupa kristal (amilum). Sel parenkim merupakan struktur sel yang jumlahnya paling banyak menyusun jaringan tumbuhan. Ciri penting dari sel parenkim adalah dapat membelah dan terspesialisasi menjadi berbagai jaringan yang memiliki fungsi khusus. Sel parenkim biasanya menyusun jaringan dasar pada tumbuhan, oleh karena itu disebut jaringan dasar.

Berdasarkan fungsinya, parenkim dibagi menjadi beberapa jenis jaringan, yaitu:

1)      Parenkim Asimilasi.

Biasanya terletak di bagian tepi suatu organ, misalnya pada daun, batang yang berwarna hijau, dan buah. Di dalam selnya terdapat kloroplas, yang berperan penting sebagai tempat berlangsungnya proses fotosintesis.

2)      Parenkim Penimbun

Biasanya terletak di bagian dalam tubuh, misalnya: pada empulur batang, umbi akaL umbi lapis, akar rimpang (rizoma), atau biji. Di dalam sel-selnya terdapat cadangan makanan yang berupa gula, tepung, lemak atau protein.

3)      Parenkim Air

Terdapat pada tumbuhan yang hidup di daerah panas (xerofit) untuk menghadapi masa kering, misalnya pada tumbuhan kaktus dan lidah buaya.

4)      Parenkim Udara

Ruang antar selnva besar, sel- sel penyusunnya bulat sebagai alat pengapung di air, misalnya parenkim pada tangkai daun tumbuhan enceng gondok.

Macam-macam parenkim menurut bentuknya:

1)      Parenkim palisade

Bentuk silindris/prismatis memanjang. Terdapat pada palisade tumbuhan dicotyledoneae pada umumnya.

2)      Parenkim bunga karang/spons parenkim

Bentuk tidak teratur, banyak ruang antar sel. Terdapat pada mesofil tumbuhan Monocotyledoneae dan spons parenkim Dicotyledoneae.

3)      Parenkim bintang/aktinenkim

Sel parenkim mempunyai lengan- lengan sehingga r.a.s banyak dan besar- besar fungsi untuk menyimpan udara. Menurut fungsi disebut aerenkim. Misal : pada Canna sp, Juncus.

4)      Parenkim dengan ruang antar sel yang besar, disebut aerenkim

Terdapat pada alat pengapung tumbuhan air. Misal : Eichhornia crassipes.

5)      Parenkim lipatan

Sel parenkim dengan dinding sel melipat-lipat ke arah dalam dan di dalam sel banyak mengandung kloroplast dapat melakukan fotosintesa menurut fungsi termasuk parenkim asimilasi. Misal : pada Pinus merkusii (daun) Oryza sativa, Bambusa sp.

Selain adanya noktah-noktah yang ternyata berkaitan dengan pertumbuhan sel-sel muda sel-sel dewasa, di antara sel-sel tersebut terjadi pula ruang antar sel.

Menurut “peristiwa terbentuknya”, cara terjadinya ruang antar ruang sel dibedakan menjadi:

1)      Schizogen (sisogen) :

Apabila sel-sel saling menjauhkan diri sehingga terbentuk ruangan di antara sel-selnya.

2)      Lysigen (lisigen) :

Apabila tejadinya karena terdapat dinding sel/beserta isinya yang mengalami pelarutan.

3)      Rhexigen (reksigen) :

Apabila terjadinya disebabkan karena adanya robekan /kerusakan pada dinding selnya hal ini karena adanya pertumbuhan di sekitarnya.

4)      Schizolyzigen (skisolisigen) :

Apabila terjadinya mula-mula sel-selmya saling menjauhkan diri dan kemudian ada sel-sel yang mengalami pelarutan. Di dalam ruang antar sel terdapat udara yang berfungsi untuk pertukaran gas yang diperlukan oleh protoplas.

Sifat Kimia Dinding Sel Tumbuhan

Dinding sel tersusun oleh zat organik dan anorganik. Zat-zat organik yang dijumpai pada dinding sel adalah :

*) pektin          *) hemiselulosa            *) pentosan      *) protopektin                        *) lignin

*) kutin            *) selulose                   *) suberin        *) sapropolenin

Adanya zat-zat tersebut dapat diketahui dengan pembubuhan reagensia tertentu yang disebut reaksi mikrokimia.

Zat-zat anorganik yang terdapat pada dinding sel antara lain : kersik (SiO2) dan zat kapur.

Sel terdiri dari :

_ Komponen Protoplasmik : sitoplasma, nucleus, plastida, mitokondria

_ Komponen Non Protoplasmik / benda-benda ergastik : vakuola, karbohidrat, protein, lemak, tanin, Ca-oxalat, dinding sel.

Dinding sel pada sel yang masih muda adalah tipis, makin dewasa sel tersebut dinding selnya relatif bertambah tebal, sehingga terbentuknya dinding sel sangat erat hubungannya dengan perkembangan sel tersebut. Penebalan dinding masing-masing sel berbeda-beda karena disesuaikan dengan fungsinya, sehingga terdapat perbedaan bentuk sel.

Reaksi mikrokimia pada dinding sel :

1) Selulosa

Selulosa merupakan polisakarida dengan rumus (C6H10O5)n. tidak larut dalam air, air mendidih, asam dan alkali encer, serta KOH pekat. Dengan H2SO4 pekat dihidrolisa menjadi glukosa. Oleh enzim selulase diubah menjadi glukosa dan fruktosa.

Selulosa (C₆H₁₀O₅)_nadalah polimer berantai panjang polisakarida karbohidrat, dari beta-glukosa. Selulosa merupakan komponen struktural utama dari tumbuhan dan tidak dapat dicernaoleh manusia.

2) Hemiselulosa

Menyerupai selulosa. Dengan asam encer dihidrolisa menjadi mannose + galaktosa. Dapat dijumpai misal pada lendir tumbuhan.

Hemiselulosa yaitu polisakaridayang mengisi ruang antara serat-serat selulosa dalam dinding sel tumbuhan. Secara biokimiawi, hemiselulosa adalah semua polisakarida yang dapat diekstraksi dalah larutan basa (alkalis). Namanya berasal dari anggapan, yang ternyata diketahui tidak benar, bahwa hemiselulosa merupakan senyawa prekursor (pembentuk) selulosa.

Monomer penyusun hemiselulosa biasanya adalah rantai D-glukosa, ditambah dengan berbagai bentuk monosakarida yang terikat pada rantai, baik sebagai cabang atau mata rantai, seperti D-mannosa, D-galaktosa, D-fukosa, dan pentosa-pentosa seperti D-xilosa dan L-arabinosa.

Komponen utama hemiselulosa pada Dicotyledoneae didominasi oleh xiloglukan, sementara pada Monocotyledoneaekomposisi hemiselulosa lebih bervariasi. Pada gandum, ia didominasi oleh arabinoksilan, sedangkan pada jelai dan haver didominasi oleh beta-glukan.

3) Lignin

Zat kayu yang terdapat pada dinding sel yang telah mengkayu.

Lignin atau zat kayu adalah salah satu zat komponen penyusun tumbuhan. Komposisi bahan penyusun ini berbeda-beda bergantung jenisnya. Lignin terutama terakumulasi pada batang tumbuhan berbentuk pohon dan semak. Pada batang, lignin berfungsi sebagai bahan pengikat komponen penyusun lainnya, sehingga suatu pohon bisa berdiri tegak (seperti semen pada sebuah batang beton).

Berbeda dengan selulosa yang terbentuk dari gugus karbohidrat, struktur kimia lignin sangat kompleks dan tidak berpola sama. Gugus aromatik ditemukan pada lignin, yang saling dihubungkan dengan rantai alifatik, yang terdiri dari 2-3 karbon. Proses pirolisislignin menghasilkan senyawa kimia aromatis berupa fenol, terutama kresol.

4) Suberin

Suberin adalah lapisan pelindung bagian tumbuhan di bawah tanah. Suberin juga melindungi sel gabus yang terbentuk pada kulit pohon oleh kegiatan penghancuran dari pertumbuhan sekunder, dan ini terbentuk dari banyak sel sebagai jaringan luka setelah pelukaan (misalnya setelah gugur daun dan pada luka umbi kentang yang akan ditanam). Suberin juga terdapat pada dinding sel akar yang tak terluka sebagai pita Caspari di endodermis dan eksodermis serta di seludang berkas pembuluh pada rerumputan. Tumbuhan membentuk suberin bila perubahan secara fisiologis atau perubahan perkembangan, atau faktor cekaman, menyebabkan tumbuhan perlu menghambat difusi. Tapi pada tingkat molekul, kejadian yang menyebabkan terbentuknya suberin belum diketahui.

5) Pektin

Dapat ditemukan pada dinding sel dari buah yang mengandung banyak gula. Bila buah dimasak tampak beberapa zat gelatine.

Pektin merupakan segolongan polimerheterosakarida yang diperoleh dari dinding seltumbuhan darat. Pertama kali diisolasi oleh Henri Braconnot tahun 1825. Wujud pektin yang diekstrak adalah bubuk putih hingga coklat terang. Pektin banyak dimanfaatkan pada industri pangan sebagai bahan perekat dan stabilizer (agar tidak terbentuk endapan).

Pektin pada sel tumbuhan merupakan penyusun lamela tengah, lapisan penyusun awal dinding sel. Sel-sel tertentu, seperti buah, cenderung mengumpulkan lebih banyak pektin. Pektinlah yang biasanya bertanggung jawab atas sifat "lekat".

Penggunaan pektin yang paling umum adalah sebagai bahan perekat/pengental (gelling agent) pada selaidan jelly. Pemanfaatannya sekarang meluas sebagai bahan pengisi, komponen permen, serta sebagai stabilizer untuk jus buah dan minuman dari susu, juga sebagai sumber seratdalam makanan.

6) Khitin

Dapat ditemukan pada dinding sel Fungi (jamur).

Kitin adalah polisakaridastruktural yang digunakan untuk menyusun eksoskleton dari artropoda (serangga, laba-laba, krustase, dan hewan-hewan lain sejenis). Kitin tergolong homopolisakarida linear yang tersusun atas residu N-asetilglukosamin pada rantai beta dan memiliki monomer berupa molekul glukosa dengan cabang yang mengandung nitrogen. Kitin murni mirip dengan kulit, namun akan mengeras ketika dilapisi dengan garam kalsium karbonat. Kitin membentuk serat mirip selulosayang tidak dapat dicerna oleh vertebrata.

Kitin adalah polimeryang paling melimpah di laut. Sedangkan pada kelimpahan di muka bumi, kitin menempati posisi kedua setelah selulosa. Hal ini karena kitin dapat ditemukan di berbagai organisme eukariotik termasuk serangga, molusca, krustase, fungi, alga, dan protista.

7) Mannan & Galaktan

Mannan merupakan tanamanpolisakaridayang merupakan polimerdari gulamannose. Hal ini umumnya ditemukan dalam ragi, bakteri dan tanaman. Hal ini menunjukkan α (1-4) linkage. Ini adalah bentuk polisakarida penyimpanan.