gymnospermae - anatomy

oleh Dewi Setiyana

GYMNOSPERMAE

GymnospermaeOrgan reproduksi pada gymnospermae

disebut konus atau strobilusTumbuhan berbiji terbuka tidak memiliki

bunga, sporofil terpisah-pisah atau membentuk srobilus jantan dan betina

Penyerbukan yang terjadi pada tumbuhan berbiji terbuka selalu dengan cara anemogami (penyerbukan dengan bantuan angin)

Gnetum gnemonKlasifikasi :

Kingdom : PlantaeDivisi : GnetophytaKelas : GnetopsidaOrdo : GnetalesFamili : GnetaceaeGenus : GnetumSpesies : Gnetum gnemon

Deskripsi Gnetum gnemon

Gnetum gnemon merupakan tumbuhan tahunan

Berbiji terbukaBerbentuk pohon yang berumah dua

(dioecious),tetapi ada yang berumah satuBijinya tidak terbungkus daging Dapat diperbanyak dengan cara generatif (biji)

atau vegetatif (cangkok,okulasi,stek)Tidak menghasilkan bunga dan buah sejati

melainkan strobilus jantan dan betina sebagai alat reproduksi

Strobilus jantan dan betina terletak aksilar

Alat ReproduksiOrgan reproduksi

pada Gnetum gnemon berupa strobilus jantan dan betina dapat berada pada pohon yang sama dan pada pohon yang terpisah.

Strobilus JantanStrobilus tersusun dalam bentuk penikula/ fesikula

pada ketiak daunStrobilus tumbuh dalam ketiak daun yang tersusun

dekusataPada buku-bukunya mendukung brakte yang berbentuk

sisik, tersusun menggrombolBrakte bergabung membentuk struktur yang disebut

kupula/collar.Jumlah collar sesuai jumlah buku pada aksis, antara 10-

20Setiap Collar mendukung 3-6 lingkaran strobilus jantanDiatas lingkaran strobilusjantan terdapat 1 lingkaran

strobilus betina.Pada 2/3 collar pada ujung strobilus bersifat steril

• Dalam strobilus jantan terdapat banyak anteridium yang membentuk serbuk sari

• Strobilus matang keluuar dari lingkungan collar

• Periath berkembang membentuk struktur selubung dengan celah di tengah

• setiap bunga jantan dapat dibagi menjadi dua bagian tangkai dan 2 mikrosporangia unilocular (anter)

• Pada waktu pematangan, tangkai mendorong anter ke luar collar melalui celah periath

Lanjutan.....

Strobilus Jantan

Strobilus betina Strobilus betina mempunyai organisasi yang sama dengan

strobilus jantan..Strobilus betina memiliki tangkai yang dikelilingi oleh

collarSetiap collar berbentuk cincin tunggal yang berisi bunga

betinaSetiap cincin memiliki 3-10 bakal biji yang teletak di

antara collarTidak semua bakal biji akan berkembang menjadi biji,

hanya bakal biji yang mengalami fertilisasi yang akan berkembang.

Pada bakal biji strobilus betina terdapat banyak arkkegonium

Pada setiap arkegonium terbentuk sel telur

Srtobilus Betian

Siklus Hidup Gnetum gnemon

Mikrosporangium

Pembentukan Gamet JantanSetiap sel arkesporium membelah parenkinal membentuk sel parietal dan sel sporogen primer

Sel parietal membentuk dinding (lapisan parietalis) di sekitar sporogen primer.

Sel-sel sporogen membentuk mikrosporofit.

Mikrosporofit membelah secara meiosis membentuk tetrad serbuk sari

Setiap mikrospora membelah membentuk prothalus (kecil) dan sel yang lebih besar.

sel besar berkembang menjadi inti tabung dan inti generatif.

Lanjutannya...Gamet jantan terdiri atas prothalus kecil, inti vegetatif dan inti generatif dalam butir serbuk sari.

Perkembangan selanjutnya terhenti sampai tiga inti sel serbuk sari terbawa ke bakal biji( polinasi).

Serbuk sari yang berisi tiga sel masuk ke dalam ruang serbuk sari bakal biji. Eksin dari serbuk sari pecah

Terbentuk buluh serbuk.

Inti buluh serbuk bergerak ke ujung distal.

Inti generatif membelah jadi dua sel sperma

Pembentukan Gamet Betina1. Sel-sel parenkim homogen (diploid) terdapat di sebelah dalam dari nuselus bakal biji.2. Dua sampai empat arkesporium berkembang masing-masing menjadi sel parietal primer yang membentuk sel jaringan besar dan sel sporogen yang membentuk megasporofit3. Sebagian megasporofit terdegenerasi kecuali dua yang berada di tengah.4. Megasporofit membelah secara meiosis membentuk tetrad megaspora linier.5. Empat inti (haploid) yang terbentuk tidak di pisahkan oleh dinding sel.6. Perkembangan kantung embrio pada Gnetum gnemon termasuk tetrasporik7. Masa gametofit tetrasporik membentuk beberapa inti bebas.8. Pada Gnetum gnemon terbentuk sekitar 256 inti bebas9. Vakuola berkembang di tengah sel dan mendorong inti bebas ke pinggiran 10. Inti yang terletak di dekat mikropil selanjutnya berkembang menjadi sel telur (gamet betina)

Polinasi dan FertilisasiSerbuk sari terbawa angin sampai ke tetes polinasi (pd ujung mikropil)

strobilus betina

Bersamaan mengeringnya tetes polinasi serbuk sari terbawa dalam ruang serbuk sari di dalam bakal biji

Ruang serbuk sari di bentuk oleh bagian nuselus yang letaknya di dekat mikropil

Megagametofit berkembang sehingga menghasilkan sel telur yang siap untuk di fertilisasi , serbuk sari beristirahat di ruang serbuk sari

Megaspora masak dan menghasilkan sel telur , serbuk sari mulai berkecambah

Lanjutannya...Serbuk sari berkecambah di ruang serbuk sari dan bentuk buluh

serbuk

Inti vegetatif membentuk buluh serbuk dan inti generafit mengalami pembelahan mitosis membentuk dua inti generatif

Selama buluh serbuk tumbuh memanjang , kedua inti generatif mengikuti inti vegetatif menembus nuselus sampai ke arkegonium

Begitu tabung polen menyentuh kantumg embrio , dua atau tiga inti gametofit betina memperbesar dan menjadi inti telur

Di ruang arkegonium terjadi fusi antara inti telur dan inti generatif . Zigot hasil fertilisasi bersifat diploid

Dalam satu arkegonium hanya terjadi fertilisasi tunggal antara inti sel telur dengan satu inti generatif

EmbriogenesisPembelahan pertama zigot tidak terbentuk dinding sel,

sehingga terbentuk inti bebas

Zigot membentuk satu / lebih tabung yang tumbuh

ke arah perisperma

Tabung terbentuk sel uninukleat

Tabung kemudian bercabang-cabang dan membentuk suspensor

primer( tabung proembrio)

Cabang-cabang saling melilit membentuk embrio

multiseluler

Sebuah sel kecil di sebut sel peculiar terletak di

bagian apikal dari suspensor primer

Inti suspensor membelah sekali dan inti yang terkecil masuk ke dalam sel peculiar

Sel peculiar kemudian membelah menjadi empat

embrional

Sel-sel tersebut membelah lagi secara transversal

membentuk embrio bersel delapan

Beberapa sel massa embrional dari suspensor

primer kemudian memanjang dan membentuk

suspensor sekunder

Terbentuk satu embrio yang lainnya terdegenerasi

Embrio membentuk plumula di bagian tengah dan di

kelilingi oleh kotiledon lateral

Kotiledon berwarna merah muda. Radikula terletak berlawanan arah dengan

plumula

Akar yang terbentuk mempunyai tudung akar

Biji Gnetum gnemon

Biji Gnetum gnemonLapisan kulit biji Gnetum gnemon ada 3 :1.Sarkotesta

Tersusun atas epidermis dengan lapisan kutikula, parenkim yang homogen,dan serat. Waktu muda erwarna hijau, kemudian berubah menjadi kuning dan akhirnya merah.

2. SklerotestaBerasal dari lapisan integmen luar (testa). Menyusun bagian tengah kulit biji yang kuat dan keras.

3. Endotestaberasal dari integgumen dalam (tegmen). Tersusun atas parenkim, tipis seperti membran

KLASIFIKASIKingdom :PlantaeSubkingdom :TracheobiontaSuper Divisi : SpermatophytaDivisi : Coniferophyta Kelas : Pinopsida Ordo : PinalesFamili : Pinaceae Genus : Pinus sp.

Pinus sp. Pinus mempunyai bentuk daun seperti jarum atau seperti sisik dengan kutikula

tebal dan stomata yang tersembunyi. Pinus ini menghasilkan strobilus dan bunga berkelamin satu. Bunga jantan mirip untai. Benang sari banyak, tangkai sari dengan ujung serupa

perisai, ruang sari dua, menggantung di bawah perisai ujung. Bunga betina yang dinamakan kerucut dengan banyak sisik kerucut yang

tertimbun rapat, tersusun secara spiral. Sisik penutup serupa selaput, kerapkali kemudian menghilang.

Pinus merupakan tumbuhan biji terbuka yang berkembang biak secara vegetatif dan generatif, melalui peleburan sel kelamin jantan dan sel kelamin betina.

Sel kelamin jantan dihasilkan oleh runjung jantan atau strobilus jantan. Sel kelamin betina dihasilkan oleh strobilus betina.

Menghasilkan resin, karena terdapat ductus resin pada batang.

strobilus betina membawa sejumlah sisik-sisik ovula yang tersusun spiral seperti pada strobilus jantan, sisik ovul tumbuh pada ketiak sisi braktea, setiap sisik ovul membawa 2 ovul pada permukaan atasnya. Bijinya merupakan biji yang bersayap. Strobilus betina yang sudah masak tumbuh menjadi konus atau runjung yang mengeras dan mengayu

Strobilus jantan dan betina pada pinus tidak tergabung menjadi satu tetapi terpisah, namun masih berada pada satu pohon yang sama. Strobilus jantan membawa banyak mikrosporofil yang tersusun spiral, pada tiap mikrosporofil terdapat sepasang mikrosporangia, mikrospora bersayap.

Penyerbukan yang terjadi pada tumbuhan berbiji terbuka selalu dengan cara anemogami (penyerbukan dengan bantuan angin). Serbuk sari jatuh langsung pada bakal biji. Selang waktu antara penyerbukan sampai pembuahan relatif panjang. Pembuahan yang terjadi pada gymnospermae disebut pembuahan tunggal (setiap inti generatif melebur dengan inti sel telur). Mikropil terdedah ke udara bebas. Pembuahan pada gymnospermae disebut pembuahan tunggal, karena tiap-tiap inti sperma membuahi satu sel telur.

Sel induk mikrospora akan mengalami meisosis menghasilkan 4 mikrospora, selanjutnya mikrospora membelah berulang kali secara mitosis menjadi dua yang berupa jaringan gametofit jantan yang bersayap dan disebut dengan serbuk sari ,setiap serbuk sari akan mengandung sel generatif dan sel buluh ,sel generatif akan menjadi sel sperma yang proses pematangannya akan berlangsung didalam liang bakal biji, strobilus betina tersusun atas megasporopil atau makrosporopil yang mengandung sel induk megaspore .Strobilus jantan menghasilkan serbuk sari, sedangkan strobilus betina menghasilkan biji. Pada waktu terjadi polinasi, serbuk sari jatuh di mikropil bakal biji. Setelah terjadi fertilisasi akan terbentuk zigot. Zigot berkembang didalam biji. Bakal biji yang telah berkembang menjadi biji, terdiri dari embrio, perisperma, dan kulit biji. Ketika biji masak dan jatuh ditempat yag menguntungkan akan tumbuh menjadi spoofit. Setelah dewasa sprofit akan menghasilkan strobilus.

Microspore(Pollen grain)

Ist Prothallial cell Apical cell

Antheredial cell2nd Prothallial celldisintegrate

Generative cell Tube cell

3 layersexineintine

wings

Generative cell Tube cell

Stalk cell Body cell

2 gametes cell

4 sel pollen grains selama polinasi menuju ke ovule. Exine pollen grains akan pecah kemudian intine akan berkembang menjadi pollen tube yang bercabang atau tidak bercabang. Di saat itu pula generative cell membelah menjadi stalk cell dan body cell. Body cell akan membentuk 2 sperma yang tidak berflagel.

Megasporosit membelah secara meiosis menghailkan tetrad megaspore yang haploid bebas. Hanya satu yang fungsional dan 3 yang lain akan berdegenerasi. Megaspora ini akan membentuk nukleus bebas sebelum memasuki fase istirahat. Nukleus ini akan dikelilingi oleh lapisan peripheral dengan vakuola di dalamnya. Hasil pembelahan tsb akan membentuk jaringan parenkim yang berkembang menjadi megagametofit. Megagametofit akan membentuk arkegonium yang menghasilkan sel telur.

V.S. Young Ovule showing a megaspore mother cell in the nucellus

V.S. Young Ovule showing a tetrad of megaspore (haploid) in the nucellus

V.S. Young Ovule showing enlargement of fungsional megaspore and degeneration of other tree.

V.S. Ovule with female gametophyte in free nuclear stage.

Polinasi tumbuhan pinus ini dibantu dengan adanya angin. Adanya sayap dapat membebaskan serbuk sari. Ovul mensekresikan cairan perekat (getah) melalui saluran mikrofil. Serbuk sari yang ada di udara akan terjerat oleh cairan tsb. Kemudian cairan tsb menghisap pollen masuk ke dalam ovul.

Terjadi setelah satu tahun dari awal polinasi. Pollen grains membentuk pollen tube lalu menuju ke nucellus. Juga akan terbentuk tube nucleus, stalk cell, 2 disintegrate prothallial cell, dan 2 sel sperma non-flagella. Pollen tube masuk ke jaringan nucellus dan sampai ke leher archegonium. Kemudian membebaskan sperma. Lalu sperma berfusi dengan sel telur dan akan berkembang menjadi zigot.

Zigot akan mengalami pembelahan inti bebas menghasilkan 4 inti sel bebas. Setelah itu mulai terbentuk dinding sel dan akan berubah menjadi selular (proembrio). Proembrio terdiri dari enam belas sel, tersusun dalam empat deret yang masing-masing mengandung empat sel. Struktur ini terletak pada bagian ujung telur di sebelah yang berlawanan dengan leher arkegonium. Sel-sel embrio yang tepat berada di bawah puncak lalu memanjang sampai menjadi beberapa kali lebih besar daripada ukuran semula.

Selain itu juga akan terbentuk suspensor. Pemanjangan suspensor akhirnya akan menjadi berkelok-kelok seperti sinusoide. Suspensor akan mendorong embrio yang belum matang menuju terbentuk akibat adanya kerja dari enzim-enzim. Sel-sel ujung proembrio akan membelah diri dan masing-masing sel akan berkembang menjadi embrio. Embrio Pinus antara lain pucuk lembaga (plumula), kotiledon, hipokotil, dan akar lembaga ( radikula ).

Embriogenesis Pinus

Selama perkembangan embrio, peristiwa poliembrioni bisa saja terjadi karena di dalam bakal buah terdapat lebih dari satu arkegonium, tetapi pada akhirnya hanya ada sebuah embrio yang tumbuh sempurna, karena sisanya lenyap. Tipe poliembrio yang terjadi pada Pinus adalah poliembrioni belahan. Hal ini dikarenakan ada satu zigot yang membentuk empat embrio namun nantinya hanya ada satu embrio yang mampu bertahan. Antar enbrio ini ada suatu persaingan agar mampu bertahan dan dapat mencapai gametofit betina.

Hasil fertilisasi adalah berupa biji.

Struktur biji pinus:- Integumenta. Luar : testab. Dalam : tegmen- Periperm- Endosperm- Embryo- Wing

Struktur Biji Pinus

TERIMA KASIH