ANATOMI DAUN

 

Bagaimana sih struktur umum tumbuhan ?

            Organ tumbuhan tersusun atas jaringan. Jaringan tersusun atas sel. secara umum, organ tumbuhan terdiri atas akar, batang, daun dan bunga. Akar tumbuhan ke dalam tanah sehingga memperkuat berdirinya tumbuhan. Akar juga berfungsi untuk mengambil air dan garam mineral dari dalam tanah. Seperti halnya beberapa organ lain pada tumbuhan, akar juga berfungsi untuk menyimpan makanan. Pada batang terdapat daun yang berfungsi menghasilkan makanan melalui fotosintesis dan mengeluarkan air melalui transpirasi. Selain itu, batang juga berperan untuk lewatnya air dan garam mineral dari akar ke daun dan lewatnya hasil fotosintesis dari daun ke seluruh bagian tumbuhan. Fungsi utama daun adalah menyintesis bahan organik dengan menggunakan sinar sebagai sumber energy melalui proses fotosintesis. Perubahan energi ini terjadi di dalam organel sel khusus yang disebut kloroplas, yang didalamnya terdapat pigmen klorofil.

 

Bagaimana struktur umum daun ?

            Struktur luar dan dalam daun berkaitan dengan perannya dalam proses fotosintesis dan transpirasi. Daun biasanya rata dan tipis sehingga memudahkan masuknya sinar matahari ke dalam sel. Luasnya permukaan daun juga memungkinkan terjadinya pertukaran gas. Di dalam helaian daun juga terdapat jaringan pembuluh. Mesofil daun yang terdapat di antara epidermis atas dan bawah dibedakan mnjadi dua macam, yaitu parenkim palisade yang terdiri atas sel yang panjang dan tidak memiliki ruang antar sel dan parenkim spon yang terdiri atas sel yang berbentuk tidak teratur dengan ruang antar sel yang besar. Parenkim palisade lebih banyak mengandung kloroplas. Pada epidermis terdapat stomata yang membantu pertukaran gas antara jaringan daun dan atmosfer. Setiap stomata terdiri atas 2 buah sel penutup yang mengelilingi lubang kecil. Stomaa dapat membuka dan menutup sehingga dapat mengatur pemasukan dan pengeluaran gas ked an dari daun. Struktur jaringan pengangkut dalam tangkai dan ibu tulang daun biasanya sama dengan pada batang.

 

     Apa saja tipe daun (filome) Spermatophyta ? 

     1. Helai daun (Foliage leaves) prinsipnya merupakan organ fotosintesis.

     2. Katafil adalah sisik yang tampak pada kuncup dan batang di bawah tanah, yang berfungsi untuk pelindung atau penyimpan bahan cadangan.

3.  Profil adalah daun paling bawah dari cabang. Pada tumbuhan monokotil biasanya hanya ada satu profil, sedangkan pada tumbuhan dikotil terdapat 2 profil.

4  4. Hipsofil adalah berbagai tipe braktea yang mengiringi bunga dan berfingsi sebagai pelindung.

5.   5. Kotiledon adalah daun pertama dari tumbuhan. Secara histologi, daun tersusun dari 3 tipe jaringan yaitu epidermis, mesofil, dan jaringan pembuluh.

 

Apa saja karakteristik jaringan Epidermis?

Epidermis daun dari tumbuhan yang berbeda beragam dalam hal jumlah lapisan, bentuk, struktur, susunan stomata, penampilan dan susunan trikoma, serta adanya sel khusus. Jaringan epidermis biasanya terdiri dari satu lapis sel atau beberapa lapis sel, selnya transparan, protoplas hidup. dinding selnya  tebal ataupun tipis,  agak cembung. Epidermis tersusun rapat (kompak) dan tidak ada ruang antarsel. Bentuk sel epidermis memanjang, heksagonal, polihedral. Epidermis daun terdiri atas epidermis adaksial (atas) dan epidermis abaksial (bawah). Stomata bias ditemukan di kedua sisi daun (daun amfistomatik), atau hanya di satu sisi, yakni di sebelah atas (adaksial) atau daun epistomatik ; atau lebih sering di sebelah bawah atau sisi abaksial (daun hipostomatik). Pada daun dikotil, stomata terletak tersebar pada daun yang lebar. Sedangkan daun monokotil dan daun gymnospermae, stomata sering tersusun dalam deretan memanjang yang sejajar dengan sumbu daun. Sel penutup pada stomata dapat berada di tempat yang sama tingginya, lebih tinggi, atau lebih rendah dari epidermis. Epidermis berfungsi sebagai lapisan pertahanan pertama yang melawan kerusakan fisik dan organisme patogenik, melindungi jaringan mesofil terhadap kerusakan fisik, kehilangan air dan kerusakan lain.

 

Apa saja turunan atau derivate jaringan epidermis ?

            Ada banyak sel yang merupakan turunan atau derivate dari jaringan epidermis, antara lain sel silica dan sel gabus, sel kipas, litosit, sel mirosin, stomata dan trikoma.

a.      Sel silica dan sel gabus

Pada Gramineae, di antara sel epidermis batang ada yang panjang da nada 2 tipe sel pendek, yaitu sel silica dan sel gabus. Sel silica berkembang penuh berisi badan siliki yang merupakan massa isotrop dengan silica di bagian pusat yang berupa bulatan kecil. Dinding sel gabus mengandung zat gabus (suberin) dan banyak berisi bahan organik padat.

 

b.      Sel kipas (buliform)

Pada epidermis daun Gramineae dan banyak monokotil lain, kecuali Helobiaceae terdapat sel kipas. Ukuran sel kipas lebih besar dari sel epidermis, mempunyai dinding tipis dan vakuola besar. Sel kipas berisi banyak air, tidak berisi kloroplas. Dinding sel terdiri dari selulosa dan pektin. Dinding terluar terdiri atas kutin dan ditutupi oleh kutikula. Fungsi sel kipas adalah membuka daun yang menggulung pada daun muda, menggulung atau membuka daun dewasa sebagai akibat kehilangan air. Contoh : daun Gramineae, Canna, Bambusa.

 

c.       Litosit

Litosit adalah sel yang dindingnya mengalami penebalan secara sentripetal. Penebalan tersebut mengandung pektin, selulosa, Ca-karbonat. Penebalan disebut sistolit. Contoh : litosit terdapat pada adaksial daun karet (Ficus elastica), acanthaceae, moraceae, urticeae, cucurbitaceae.

 

d.      Sel Mirosin

Sel mirosin terdapat di dalam epidermis (contoh : Cruciferae). Sel mirosin merupakan sel kelenjar yang besar berisi enzim mirosin, berwarna merah atau violet. Contoh : sel idioblas besar berisi getah (Lythraceae),  sel berbentuk kantung di dalam mesofil (Cleoma aspera), ruang kelenjar pada sel epidermis (Psoralea), dan sel seperti pipa panjang berisi tanin (Saxifraga).

 

e.      Stomata (sel penutup)

Pada epidermis terdapat lubang kecil yang dibatasi oleh dua sel penutup (stomata). Stoma mempunyai sel tetangga (stomata apparatus). Ukuran stomata 0.0001 mm. Sel tetangga berkembang dari sel protoderm yang berdekatan dengan sel induk stoma, tetapi dapat juga berkembang dari saudara sel induk. Berdasarkan hubungan ontogeny antara sel penutup dan sel tetangga, stomata dapat dibedakan menjadi tiga yaitu :

- stomata mesogen : sel tetangga yang mempunyai asal usul sama dengan sel penutup.   

- stomata perigen : sel tetangga yang berkembang dari sel protoderm yang berdekatan dengan sel induk stomata. 

- stomata mesoperigen : sel di sekeliling stomata, yaitu satu atau lebih sel tetangga yang mempunyai asal usul yang sama dengan sel penutup, sedangkan sel yang lain tidak.

Celah /aperture

/ Guard cell

Stomata mempunyai plastida. Selain ada pada daun, Stomata ada juga pada batang dan rimpang. Stomata terdapat pada tumbuhan air yang tenggelam, tetapi tidak semuanya. Stomata juga terdapat pada petala, filamentum, karpela, biji tetapi stomata ini biasanya tidak berfungsi. Stomata terdapat pada sisi atas dan bawah daun, atau hanya pada permukaan bawah saja. Stomata tumbuhan yang daunnya mengapung di permukaan air, contohnya Nymphaceae hanya terdapat pada permukaan atas saja. Jumlah stomata per mm³ berbeda pada setiap tumbuhan. Pada daun dikotil, stomata tersebar. Sedangkan daun monokotil tersusun berderet sejajar.

Bagian-bagian stomata :

-guard cell : sel epidermis yang telah mengalami perubahan bentuk dan fungsi. 2 sel yg simetri dan berbentuk ginjal. sel hidup yg mengandung kloroplas.

- subsidiary cell : sel –sel yang berdampingan atau berada di sekitar sel penutup.

- aperture : celah atau lubang kecil antara sel penutup

- substomata chamber : ruang antar sel yg besar berada di bagian dalam celah

  

Secara morfologi, ada lima tipe stomata pada Dikotil yaitu :

·     Tipe anomosit (Ranunculuaceous), sel penutup dikelilingi sejumlah sel tertentu yang tidak dapat dibedakan bentuk dan ukurannya dari sel epidermis yang lain. Tipe ini biasa terdapat pada Ranunculaceae, Geraniaceae, Capparidaceae, cucurbitaceae, Malvaceae, Ramaricaceae, Schorphulariaceae dan Papaveraceae.

·      Tipe anisosit (Cruciferous), sel penutup dikelilingi oleh 3 sel tetangga yang tidak sama ukurannya. Tipe ini antara lain terdapat pada Cruciferae, Nicotiana, Solanum, dan Sedam

·     Tipe parasit (Rubiaceae), sel penutup didampingi oleh satu atau lebih sel tetangga yang letaknya sejajar dengan stomata. Tipe ini biasanya terdapat pada Rubiaceae, Magnoliaceae, Convolvulaceae, dan Mimosaceae, beberapa genus dari Papilionaceae (Ononis, Arachis, Phaseolus dan Psoralea).

·    Tipe Diasit (Caryophillaceous), sel penutup dikelilingi oleh dua sel tetangga yang letaknya memotong stomata. Tipe ini antara lai terdapat pada Caryophillaceae dan Acanthaceae.

·     Tipe Aktinosit , sel penutup dikelilingi sel tetangga yang teratur menjari. Tipe ini antara lain terdapat pada daun The (Camellia sinensis).

Pada monokotil, menurut Stebbins dan Kush (1961), ada empat tipe stomata, antara lain:

·     Sel penutup dikelilingi oleh 4 sampai 6 sel tetangga. Tipe ini terdapat pada familia Araceae, Commelinaceae, Musaceae, Strelitziaceae, Cannaceae dan Zingiberaceae

·      Sel penutup dikelilingi oleh 4 sampai 6 sel tetangga, 2 diantaranya berbentuk bulat dan lebih kecil dari yang lain, terletak pada ujung sel penutup. Tipe ini terdapat pada spesies dari Palmae, Pandanaceae, dan Cyclanthaceae.

·     Sel penutup didampingi oleh 2 sel tetangga. Tipe ini terdapat pada Pontederiales, Cyperales, Xyridales dan Juncales.

·         Sel penutup tidak mempunyai sel tetangga. Tipe ini terdapat pada Liliales, Dioscorales, Amaryllidales, iridales, dan Orchidales.

Menurut Van Cotthem (1970), tipe stomata dewasa tidak hanya bernilai diagnosis, tetapi juga dapat digunakan sebagai penunjuk taksonomi alami karena hanya berdasarkan permukaannya saja dapat dibedakan 15 tipe utama stomata pada paku, Gymnospermae dang Angiospermae.

a.      Trikoma

Pada epidermis sering terdapat alat tambahan, baik yang unisel maupun multisel yang disebut trikoma. Trikoma mempunyai struktur yang menonjol, yang bentuk, ukuran san fungsinya berbeda. Strukturnya padat seperti tonjolan, struktur kelenjar dan duri. Unisel dan multisel. Sel trikoma mempunyai dinding sekunder dan kadang dinding selnya berllignin. Beberapa trikoma kehilangan protoplas hidup. Beberapa familia diidentifikasi dengan mengamati tipe trikoma (taksonomi). Trikoma ini penting dalam pengelompokan genus dan spesies. Sel trikoma berhubungan dgn polutan. Trikoma dapat dikelompokan menjadi dua, yaitu trikoma nonglandular (rambut tak berkelenjar) dan trikoma glandular (rambut berkelenjar).

1)      Trikoma nonglandular dikelompokan menjadi 4 macam yaitu:

a)      Trikoma sederhana yaitu terdiri atas sel tunggal atau multisel. Misalnya pada Lauraceae, Moraceae, Triticum, Hordeum, Pelargonium, dan Gossypium.

b)      Trikoma sisik, pipih dan multisel. Ada yang tidak bertangkai (sessile), disebut sisik da nada yang bertangkai sehingga seperti perisai, misalnya pada Olea.

c)      Trikoma multisel yang berbentuk seperti bintang. Misalnya pada Styrax, atau yang bercabang, seperti pada Platanus dan Verbascum.

d)      Trikoma kasar berlapis banyak yang terdapat pada pangkal tangkai Portulaca oleracea, Schizanthus dan spesies tertentu Compositae.

 

2)      Trikoma glandular terlibat dalam sekresi berbagai senyawa yaitu larutan garam, madu, terpen, dan polisakarida. Trikoma yang mensekresikan garam ada dua macam yaitu :

a)      Trikoma seperti gelembung yang terdiri  atas sel kelenjar.

b)      Trikoma kelenjar multisel yang terdiri atas beberapa sel kelenjar dan sel basal, ada juga yang mempunyai tangkai.

Beberapa contoh trikoma glandular adalah sebagai berikut :

1)      Trikoma hidatoda : rambut yang mensekresi larutan berisi senyawa organic dan anorganik.

2)      Trikoma yang mensekresi madu

3)      Trikoma yang menghasilkan lendir

4)      Trikoma yang menghasilkan terpen (minyak)

5)      Kolatera : trikoma yang menghasilkan senyawa lengket (terpen dan lendir)

6)      Rambut gatal : trikoma yang ujungnya sempit seperti jarum dapat menginjeksi racun (histamine dan asetilkolin)

 

Apa saja karakteristik jaringan mesofil?

Mesofil adalah bagian utama daun yang banyak mengandung kloroplas dan ruang antarsel. Mesofil terbagi menjadi jaringan tiang (palisade) dan jaringan spons (bunga karang). Jaringan palisade lebih kompak dari jaringan spons yang memiliki ruang antarsel yang luas. Jaringan tiang terdiri dari sejumlah sel yang memanjang tegak lurus terhadap permukaan helai daun. Kloroplas pada sitoplasma melekat di tepi dinding sel sehingga mempermudah proses fotosintesis.

Pada daun dapat ditemukan satu atau dua lapisan jaringan jaringan palisade. Pada tumbuhan daerah sedang yang hidup di tanah berkadar air tanah tinggi, jaringan palisade biasanya di sebelah atas (adaksial), dan jaringan spons di bagian bawah (abaksial). Daun seperti ini disebut dorsiventral atau bifasial. Pada tumbuhan daerah kering (Xerofitik), jaringan palisade terdapat di kedua sisi, daun tersebut disebut isobilateral (isolateral) atau unifasial.

 

Sistem jaringan pembuluh

            Sistem jaringam pembuluh tersebar di seluruh helaian daun. jaringan pembuluh daun terletak dalam bidang median, sejajar dengan permukaan daun. Tampak adanya dua pola sistem tulang daun yaitu sistem tulang jala (bercabang) dan sistem tulang sejajar. Sistem tulang jala ditemukan pada daun dikotil yang merupakan sistem bercabang. Sistem tulang sejajar ditemukan pada daun monokotil. Dalam pola berkas pembuluh, percabangan akhir yang paling halus akan membatasi daerah mesofil kecil yang dinamakan areolus. Jumlah dan susunan berkas pembuluh tangkai daun dan ibu tulang daun berbeda. Floem mengiringi xilem hingga ujung, tapi pada tulang daun kecil tidak.

Perkembangan Primordia Daun

1.      Inisiasi

Primordia daun berasal dari lapisan paling luar pucuk batang sel tunika dan korpus ikut dalam inisiasi primordia daun. Sel tunika : lapisan tepi terluar, membelah antiklinal dan memperluas permukaan titik tumbuh dan berdiferensiasi membentuk lapisan epidermis. Sel korpus : lapisan yang berada di bawah tunika yang sel-selnya membelah menuju segala arah. Sel yang membelah ini membentuk semua jaringan.

2.      Diferensiasi awal

Setelah membelah, primordium daun menonjol. Penonjolan pucuk batang sebagai penyokong menyerupai tonjolan/papila. Penyokong daun terdiri dari lapisan protoderm dan prokambium yang tumbuh secara akropetal (dari dasar ke ujung).

3.      Perkembangan aksis daun

Perkembangan aksis daun mendahului helai daun. Hasil perkembangan primordia menjadi bentuk kerucut yang runcing (meristem apikal) dgn sisi adaksial pipih (rata). Selanjutnya, terjadi pembelahan dan pemanjangan sel. Pertumbuhan ini disebut pertumbuhan interkalar.

4.      Asal usul helai daun

Selama pemanjangan awal dan penebalan aksis daun muda, sel tepi adaksial terus membelah dengan cepat. Terdapat 2 pita seperti sayap yang berkembang pada bagian tepi. Pembelahan antiklin dan penambahan sel baru terjadi ke arah protoderm abaksial dan adaksial. Helai daun lateral pada daun majemuk  menjari dan mnyirip berkembang dari meristem tepi adaksial dan aksis daun muda.

Variasi Struktur Daun

Tumbuhan yang tumbuh di dua macam habitat (lingkungan) yang berbeda sering menunjukkan struktur yang berbeda. Dapat dijelaskan beberapa sifat tumbuhan dan tumbuhan yang dapat membedakan variasi struktur daun.

1.      Xeromorfi

Karakteristik daun xerofit yaitu daun kecil (menurun kecepatan transpirasi). Ukuran sel mengecil, dinding sel tebal. Sistem pembuluh dan stomata merapat. Jaringan tiang bertambah, jaringan spons berkurang. Daun sering ditutup trikoma, stomata tertutup trikoma, terdapat kutikula yang tebal dan memiliki jaringan penyimpan air. Contoh : sukulen, kaktus (habitat kering).

2.      Hidromorfi

Karakteristik dau hidrofit yaitu daun melebar. Dinding sel tipis, sel epidermis berisi kloroplas. Daun yang mengapung mempunyai stomata hanya di bagian atas daun. Daun yang tenggelam tidak mempunyai stomata. Daun hidrofit memiliki sedikit sklerenkim yang melapisi tepi daun dan memiliki kutikula sangat tipis.

3.      Daun Dikotil

Daun dikotil bersifat isobilateral dan tipis. Terdapat 1 lapis sel epidermis pada adaksial & abaksial. Dinding sel tebal, ruang interselular dekat stomata, banyak stomata di epidermis bawah, tersebar. Memiliki kuitkula. Parenkim palisade silindris, panjang, teratur, rapat, lebih banyak kloroplas. 2 lapis palisade contoh : daun alfalfa.

4.      Daun Monokotil

Daun monokotil bersifat dorsiventral dan tebal. Terdapat 1 lapis sel epidermis pada adaksial dan abaksial. Parenkim palisade terdapat pada sisi adaksial (lilium). Terdapat sel kipas/buliform  pada epidermis atas. Sejumlah stomata ada di kedua sisi epidermis.

5.      Daun Gymnospermae

Gymnospermae umumnya xeromorf dan selalu hijau. Jaringan transfusi mengelilingi berkas pengangkut yang tersusun atas trakeida, parenkim (tanin, resin, tepung) dan sel albumin. Tipe daun gymnospermae terdiri atas tipe cycas dan tipe conifer.

 a.      Tipe Cycas

Daun Cycas sel epidermisnya berdinding tebal, berkutikula tebal. Stomata tersembunyi yang terdapat pada sisi abaksial daun. Hipodermis (selapis atau 2 lapis) yang berada diantara epidermis adaksial (atas) dan parenkim palisade. Protoxilem diiringi oleh sedikit parenkim pada abaksial dan metaxilem pada sisi adaksial. Xilem sekunder berkembang di dekat floem dan di bawah floem terdapat 1 lapis sel parenkim transfusi. Tulang daun dikelilingi endodermis.

b.      Tipe Conifer

Daun conifer atau pinus, sama halnya dengan tipe cycas yaitu memiliki sel epidermis berdinding tebal dan kutikula tebal. Stomata pada kedua sisi daun melengkung ke dalam. Hipodermis terdiri dari sel parenkim yang mengandung lignin. Di dalam mesofil ada saluran resin. Protoxilem terdapat pada sisi adaksial dan metaxilem terdapat pada sisi abaksial dekat floem. Berkas pengangkut dikelilingi sel transfusi (trakeid dan parenkim), berkas pengangkut dan sel transfusi dikelilingi oleh endodermis. Endodermis tidak memiliki pita caspary.

 

Semoga bermanfaat.