Jelaskan reproduksi dan siklus hidup dari tumbuhan paku

freepik.com/miltsova

Ilustrasi tumbuhan paku

Daur hidup tumbuhan paku dapat digambarkan dengan skema berikut.

Paku homospora merupakan tanaman paku yang menghasilkan spora dengan bentuk dan ukuran sama dan tidak dapat dibedakan jenisnya antara spora jantan dan spora betina. Daur hidupnya sebagai berikut:

1. Spora (n) yang telah tersebar ke tanah dan berada di lingkungan yang mendukung akan berkecambah membentuk protalium (n).
2. Protalium akan membentuk arkegonium yang dapat menghasilkan sel telur serta anteredium yang dapat menghasilkan sperma. Anteredium, arkegonium, sel telur, dan sperma memiliki kromosom bersifat haploid (n).
3. Fertilisasi sperma dengan sel telur melalui perantara air menghasilkan zigot yang bersifat diploid.
4. Zigot berkembang menjadi paku dewasa diploid yang daunnya menghasilkan spora haploid.
5. Spora yang masak akan dibawa angin dan tersebar. Siklus berulang kembali.

Pada tanaman paku, generasi sporofit adalah tumbuhan paku hingga sel induk spora. Sedangkan generasi gametofitnya adalah spora, protalium, anteredium, arkegonium, sel telur, dan sperma.

Tumbuhan paku umumnya hidup di daerah iklim basah. Daur hidup tumbuhan paku mengalami pergiliran keturunan, yang terdiri dari dua fase utama yaitu fase gametofit dan fase sporofit. Bentuk generasi fase gametofit dinamakan protalus (prothallus) atau protalium (prothallium), sedangkan tumbuhan paku yang mudah dilihat merupakan bentuk fase sporofit karena menghasilkan spora. Skema daur hidup tumbuhan paku homospora yaitu sebagai berikut,

Spora bersifat haploid yang jatuh ke permukaan tanah akan berkecambah dan berkembang menjadi protalium. Protalium bersifat haploid memiliki struktur yang berbentuk jantung, pipih dan berwarna hijau. Protalium ini membentuk organ kelamin jantan (anteredium) dan kelamin betina (arkegonium) yang akan menghasilkan gamet-gamet yang merupakan struktur utama gametofit. Anteredium menghasilkan gamet berupa sel sperma dan arkegonium menghasilkan gamet berupa sel ovum. Bila terjadi pembuahan ovum oleh spermatozoid maka akan dihasilkan zigot yang bersifat diploid. Selanjutnya zigot akan tumbuh menjadi embrio dan akhirnya menjadi tanaman paku dewasa yang bersifat diploid. Setelah dewasa, sporofil dari tumbuhan paku akan menghasilkan spora yang terdapat di dalam kotak spora (sporangium). Kotak spora ini akan berkumpul di dalam sorus. 

Pteridophyta adalah salah satu filum tanaman. Mereka adalah tumbuhan vaskular (mereka yang memiliki jaringan xilem dan floem) yang berkembang biak dengan melepaskan spora dan bukan biji, dan mereka termasuk tumbuhan pakis yang sangat beragam dan anggun, tanaman terutama yang tinggal di hutan lainnya.  Ada sekitar sebelas ribu spesies yang berbeda dari Pteridophyta, membuat mereka tanaman darat paling beragam setelah tanaman berbunga (angiosperma).

Tumbuhan paku dapat bereproduksi secara aseksual dengan stolon yang menghasilkan gemma atau tunas. Gemma adalah anakan pada tulang daun atau kaki daun yang mengandung spora, sedangkan reproduksi seksual tumbuhan paku ditandai dengan pembentukan sel kelamin jantan dan betina oleh alat kelamin (gametangium). Gametagium jantan (anteridium) menghasilkan set sperma dan gametangium betina [arkegonium) menghasilkan set telur. Seperti pada tumbuhan lumut, tumbuhan paku jug mengalami pergiliran keturunan (metagenesis). Metagenesis ini berbeda antara paku heterospora dan paku homospora.

Pada metagenesis Pteridophyta, fase sporofit lebih dominan bila dibandingkan dengan fasegametoft Fase sporofit tumbuhan paku berupa tumbuhan paku itu sendiri yang bersifat diploid, sedangkan fase gametofitnya, protalium yang memiliki umur pendek. Protalium ini hanya berumur sekitar beberapa minggu. Pada protalium, terdapat anteridium dan arkegonium yang berperan untuk menghasilkan set kelamin jantan dan betina.

Metagenesis pada siklus hidup tumbuhan paku homospora sebagai berikut:

1. Spora haploid (n) bila jatuh di tempat yang sesuai akan berkecambah dan sel-selnya akan membelah secara mitosis serta tumbuh menjadi protalium (gametofit) yang haploid. Protalium akan membentu k anteridum dan arkegonium yang haploid.

3. Anteridium akan menghasilkan spermatozoid berflagel (n) dan arkegonium akan menghasilkan set telur (n).

4. Spermatozoid akan membuahi set telur di dalam arkegonium dan menghasilkan zigot yang diploid (2n).

Zigot akan mengalami pembelahan mitosis dan tumbuh menjadi tumbuhan paku (sporofit) yang diploid (2n). Tumbuhan paku tersebut keluar dari arkegonium induknya.

6. Tumbuhan paku akan menghasilkan sporofil atau daun pembentuk spora yang bersifat diploid (2n).

7. Sporofil memiliki sporangium yang di dalamnya terdapat set induk spora yang berkromosom diploid (2n). Sel induk spora yang diploid akan mengalami pembelahan secara meiosis membentu k spora yang haploid (n).

Berikut adalah skema metagenesis Pteridophyta

skema daur hidup paku homospora

skema daur hidup paku peralihan

skema daur hidup paku heteropora

Reproduksi Tumbuhan Paku, Klasifikasi, dan Daur Hidup – Tumbuhan paku ialah kelompok tumbuh-tumbuhan dengan sistem tracheophyta / sistem pembuluh sejati yang tidak memproduksi biji dalam sistem perkembangbiakan seksualnya. Pada umumnya keberadaan tumbuhan paku tersebar di seluruh bagian dunia dengan jumlah spesies yang diketahui mencapai hampir 10.000. Sejumlah 3000 spesies diantaranya tumbuh dan berkembang di Indonesia. Tumbuhan ini secara adaptif mampu berkembang di derah yang memiliki kondisi lembab dan bersifat tropika basah. Tumbuhan paku merupakan kelompok tumbuhan yang memiliki sistem pembuluh sejati atau mempunyai pembuluh kayu dan pembuluh tapis.

Pada kelompok jenis tumbuhan ini menggunakan spora sebagai alat perkembangbiakan secara generatifnya. Hal ini juga menunjukkan bahwa tumbuhan paku mempunyai kesamaan ciri dari tumbuhan lumut dan fungi. Selain itu, tumbuhan paku mendominasi vegetasi suatu tempat dan pada akhirnya dapat membentuk belukar yang cukup luas serta mampu menekan laju pertumbuhan serta perkembangan tumbuhan yang berada disekitarnya.

A. Reproduksi Tumbuhan Paku (Pteridophyta)

Tumbuhan paku di dalam siklus hidupnya mengalami pergantian dan pergiliran keturunan atau metagenesis antara generasi gametofit yang mempunyai kromosom haploid (n) dan generasi sporofit. Tumbuhan paku mengalami tahap reproduksi dengan cara vegetatif ataupun generatif. Pada reproduksi secara vegetatif dapat terjadi berupa pembentukan spora melalui pembelahan meiosis sel induk spora yang terdapat dibagian dalam sporangium atau kotak spora. Selanjutnya, spora akan mengalami pertumbuhan hingga mejadi gametofit. Terlepas dari reproduksi yang melalui pembentukan spora, tumbuhan paku juga mengalami reproduksi secara vegetatif yang dilakukan dengan rizom. Bagian dari rizom tersebut akan tumbuh menjalar dan membentuk tunas-tunas kecil berkelompok (koloni). Adapun reproduksi generatif dapat terjadi melalui fertilisasi ovum oleh spermatozoid berflagel dan pada akhirnya akan menghasilkan zigot. Setelah itu zigot akan tumbuh sampai menjadi sporofit.

Pada tumbuhan paku siklus hidupnya meliputi pergiliran keturunan (metagenesis) antara generasi gametofit yang mempunyai kromosom haploid (n) dan generasi sporofit yang mempunyai kromosom diploid (2n). Diantara kedua tahap reproduksi tersebut, generasi sporofitlah yang dominan atau memiliki masa jangka bertahan untuk hidup lebih lama jika dibandingkan dengan generasi gametofit. Fase metagenesis yang terjadi pada siklus hidup tumbuhan paku homospora yaitu sebagai berikut :

1) Apabila spora berkromosom haploid (n) jatuh pada habitat yang cocok terhadap tanaman tersebut, maka akan mengalami perkecambahan. Selanjutnya, sel-sel tersebut akan mengalami pembelahan secara mitosis dan hingga pada akhirnya tumbuh menjadi protalium (gametofit) yang jumlah kromosomnya haploid (n) 2) Protalium yang dihasilkan dari pembelahan mitosis akan berubah menjadi alat kelamin jantan (anteredium) dan alat kelamin betina (arkegonium) yang berkromosom haploid (n) 3) Dari alat kelamin jantan (anteredium) akan menghasilkan spermatozoid berflagel (n) dan alat kelamin betina (arkegonium) menghasilkan ovum (n) 4) Tahap selanjutnya ialah spermatozoid (n) akan membuahi ovum (n) di dalam arkegonium dan akan menghasilkan zigot yang berkromosom diploid (2n) 5) Dari hasil pembuahan yang berupa zigot (2n) akan mengalami pembelahan dengan cara pembelahan mitosis dan pada akhirnya akan menjadi tumbuhan paku (sporofit) yang diploid (2n). Selanjutnya, tumbuhan paku ini akan tumbuh keluar dari arkegonium alat kelamin betina 6) Tumbuhan paku (sporofit) akan menghasilkan sporofil (2n) atau daun yang dapat menghasilkan spora

7) Sporofil (2n) yang mempunyai sporangium (2n). Kemudian, di dalam sporangium terdapat sel induk berupa spora yang mempunyai kromosom diploid (2n). Tahap selanjutnya terjadi pembelahan meiosis untuk sel induk spora (2n) dan dapat menghasilkan spora yang haploid (n)