Cara mengejutkan para pakis direproduksi

Pakis adalah tanaman vaskular berdaun yang, meskipun memiliki sistem vaskular yang memungkinkan aliran air dan nutrisi seperti tumbuhan runjung dan tanaman berbunga, siklus hidupnya sangat berbeda dengan tanaman lain. Tumbuhan runjung dan berbunga telah berevolusi untuk bertahan hidup dalam kondisi yang keras dan kering, tetapi pakis membutuhkan air untuk reproduksi seksual.

Anatomi dasar tumbuhan paku

Untuk memahami reproduksi tumbuhan paku, penting untuk mengidentifikasi bagian-bagiannya. Daun adalah “cabang” berdaun, terdiri dari selebaran yang disebut pinnae. Benjolan berwarna berbeda yang mengandung spora dapat dilihat di bagian bawah beberapa pinnae. Tidak semua daun dan pinna memiliki spora; mereka yang memilikinya disebut daun subur.

Spora adalah struktur kecil yang mengandung materi genetik yang dibutuhkan pakis baru untuk berkembang . Mereka bisa berwarna hijau, kuning, hitam, coklat, oranye atau merah. Spora terkandung dalam struktur yang disebut sporangia , yang kadang-kadang dikelompokkan bersama untuk membentuk sorus. Pada beberapa tumbuhan paku, sporangia dilindungi oleh selaput yang disebut indusia, sedangkan pada tumbuhan paku lainnya sporangia terlindung dari udara.

pergantian generasi

Siklus hidup pakis membutuhkan dua generasi untuk menyelesaikannya. Ini disebut pergantian generasi.

Satu generasi diploid, artinya membawa dua set kromosom yang identik di setiap sel, atau susunan genetik lengkap (seperti sel manusia). Pakis berdaun spora adalah bagian dari generasi diploid, yang disebut sporofit .

Spora pakis tidak berkembang menjadi sporofit berdaun; mereka tidak seperti benih tumbuhan berbunga. Sebaliknya, mereka menghasilkan generasi haploid. Pada tanaman haploid, setiap sel mengandung satu set kromosom atau setengah susunan genetik (seperti sperma atau sel telur manusia). Pakis generasi ini menyerupai bibit kecil berbentuk hati. Ini disebut prothallus atau gametofit.

Siklus hidup pakis

Dimulai dengan pakis seperti yang kita kenal (sporofit), siklus hidupnya mengikuti langkah-langkah berikut:

1. Sporofit diploid menghasilkan spora haploid melalui meiosis, proses yang sama yang menghasilkan telur dan sperma pada hewan dan tumbuhan berbunga.
2. Setiap spora berkembang menjadi prothallus fotosintesis (gametofit), yang dihasilkan oleh mitosis. Karena mitosis mempertahankan jumlah kromosom, setiap sel prothallus adalah haploid. Bibit ini jauh lebih kecil daripada pakis sporofit.
3. Setiap prothallus menghasilkan gamet dengan mitosis. Meiosis tidak diperlukan karena sel sudah haploid. Seringkali prothallus menghasilkan sperma dan ovula dalam bibit yang sama. Sementara sporofit terdiri dari daun dan rimpang, gametofit memiliki selebaran dan rizoid. Di dalam sperma gametofit diproduksi dalam struktur yang disebut anteridium. Telur diproduksi dalam struktur serupa yang disebut archegonium.
4. Saat ada air, sel sperma menggunakan flagelanya untuk melakukan perjalanan ke sel telur dan membuahinya.
5. Ovum yang telah dibuahi tetap melekat pada prothallus. Telur adalah zigot diploid yang dibentuk oleh kombinasi DNA dari sel telur dan sperma. Zigot tumbuh dengan mitosis menjadi sporofit diploid, sehingga menyelesaikan siklus hidup.

Sebelum para ilmuwan memahami struktur dan proses genetik, reproduksi pakis membingungkan. Sepertinya pakis dewasa muncul dari spora. Dalam arti tertentu ini benar, tetapi bibit kecil yang muncul dari spora secara genetik berbeda dari pakis dewasa.

Perlu diperhatikan bahwa sperma dan ovum dapat diproduksi dalam gametofit yang sama, sehingga pakis dapat dibuahi secara internal. Keuntungan fertilisasi internal adalah lebih sedikit spora yang terbuang, pembawa gamet eksternal tidak diperlukan, dan organisme yang beradaptasi dengan lingkungannya dapat mempertahankan karakteristiknya. Keuntungan dari pemupukan silang adalah sifat-sifat baru dapat dimasukkan ke dalam spesies.

Cara lain yang digunakan pakis untuk berkembang biak

Siklus hidup pakis mengacu pada reproduksi seksual. Namun, pakis juga dapat bereproduksi secara aseksual. Mari kita lihat bagaimana proses ini.

• Dalam apogami, sporofit berkembang menjadi gametofit tanpa terjadi pembuahan. Pakis menggunakan metode reproduksi ini ketika kondisi lingkungan terlalu kering untuk memungkinkan pembuahan.
• Pakis dapat menghasilkan pakis baru di ujung daun yang subur. Saat pakis baru tumbuh, beratnya menyebabkan daun jatuh ke tanah. Setelah pakis baru berakar, ia dapat bertahan hidup terpisah dari tanaman induknya. Pakis baru secara genetik identik dengan induknya. Pakis menggunakan metode ini sebagai cara reproduksi cepat.
• Rimpang  (struktur berserat yang menyerupai akar) dapat menyebar melalui tanah, dan pakis baru dapat tumbuh darinya . Pakis yang tumbuh dari rimpang juga secara genetik identik dengan induknya. Ini adalah metode lain yang memungkinkan pemutaran cepat.

Reproduksi Pakis: Ringkasan

• Pakis menggunakan metode reproduksi seksual dan aseksual.
• Dalam reproduksi seksual, spora haploid berkembang menjadi gametofit haploid. Jika ada cukup air, gametofit dibuahi dan menjadi sporofit diploid. Sporofit menghasilkan spora, sehingga menyelesaikan siklus hidup.
• Metode reproduksi aseksual termasuk apogami, reproduksi di ujung daun yang subur, dan menumbuhkan pakis baru di rimpang yang menyebar di tanah.

Referensi

• STRASBURGER, Treatise on Botany (edisi ke-35), Sitte dkk . Editorial Omega.