Mengapa bentuk sel hewan tidak beraturan sedangkan bentuk sel tumbuhan beraturan

openstax.org

Sel tumbuhan dan organelnya

Bagikan ide kreativitasmu dalam bentuk konten di Kompasiana | Sumber gambar: Freepik

Page 2

Sel adalah struktur terkecil penyusun dari mahluk hidup. Hal ini lebih ditegaskan oleh Aryulina, Diah (2007:3) bahwa "sel sebagai unit struktural terkecil bermakna bahwa sel merupakan penyusun yang mendasar bagi tubuh mahluk hidup." Misalnya pada mahluk hidup multiseluler sel-sel yang serupa berkumpul bersama dan menjalankan fungsi yang sama membentuk jaringan, jaringan-jaringan yang berbeda menyusun suatu organ yang memiliki fungsi tertentu, lalu organ-organ yang berbeda bekerja bersama-sama membentuk suatu sistem organ hingga akhirnya membentuk organisme. Selain itu, sel juga merupakan unit fungsional yang bermakna bahwa sel melakukan suatu fungsi atau kegiatan proses hidup. Kegiatan tersebut dapat berupa respirasi, ekskresi, transportasi, sintesis, reproduksi, sekresi, dan respon (tanggapan) terhadap rangsangan. Sel juga merupakan unit hereditas atau pewaris yang menurunkan sifat genetis dari satu generasi kepada generasi berikutnya.

Sel pada dasarnya diklasifikasikan menjadi 2 jenis yaitu sel prokariotik dan sel eukariotik. Sel prokariotik memiliki DNA yang tidak dibungkus oleh membran inti dan berbentuk sirkuler. Contoh dari sel prokariotik berasal dari kingdom archaebacteria dan eubacteria. Pembedaan kingdom ini berdasarkan struktur dinding sel yang juga berbeda yaitu peptidoglikan dan pseuso-peptidoglikan. Di lain sisi, sel eukariotik mempunyai membran inti yang membungkus DNA sel tersebut, bahkan memiliki 2 bentuk DNA yaitu sirkuler dan linier. Namun, hanya DNA yang berbentuk linier yang dilindungi membran inti sedangkan DNA sirkulernya terletak di organel seperti kloroplas dan mitokondria. Bukti ini mendukung teori bahwa sel eukariotik merupakan evolusi dari sel prokariotik terutama teori Lyn Margulis mengenai endosimbiosis. Teori endosimbiosis menyatakan bahwa dulu mitokondria dan kloroplas adalah sel prokariotik berukuran kecil yang akhirnya tertelan oleh sel prokariotik yang berukuran besar. Sel prokariotik yang besar memerlukan bantuan mitokondria dan kloroplas untuk melakukan fungsinya masing-masing yaitu membentuk energi ATP dan glukosa, sedangkan mitokondria dan kloroplas dapat berlindung dari predator di dalam sel prokariotik yang berukuran besar. Karena hubungan antar keduanya saling menguntungkan dan berada dalam tingkat sel maka disebut endosimbiosis. Waktupun berlalu, sel prokariotik yang berukuran besar mengalami evolusi membentuk membran inti menjadi sel eukariotik.  Contoh dari sel eukariotik adalah sel hewan dan sel tumbuhan.

Walaupun sama-sama termasuk sel eukariotik, sel hewan dan sel tumbuhan memiliki beberapa perbedaan. Perbedaan yang paling mencolok saat diamati di bawah mikroskop adalah ukuran selnya. Sel tumbuhan memiliki ukuran yang lebih besar dibandingkan sel hewan. Perbedaan selanjutnya adalah bentuk selnya. Sel tumbuhan berbentuk tetap dan beraturan karena mempunyai dinding sel yang tersusun atas selulosa, hemiselulosa, atau pektin. Sebaliknya sel hewan hanya dilapisi oleh membran sel saja. Karena tidak adanya dinding sel, sel hewan lebih mudah mengalami perubahan bentuk sel, sedangkan sel tumbuhan ternyata mengalami kesulitan di hal ini. Selain itu, sel hewan hanya memiliki vakuola yang berukuran kecil atau tidak sama sekali, sangat terbalik jika dibandingkan pada sel tumbuhan yang mempunyai vakuola sentral yang berukuran besar. Letak inti selpun turut menjadi pembeda anatara sel hewan dan sel tumbuhan. Inti sel hewan biasanya terletak di tengah, lain halnya dengan sel hewan yang memiliki inti sel di bagian periferal sitoplasma atau pinggir sel karena terdesak oleh vakuola sentral. Perbedaan lainnya dapat dilihat dari keberadaan kloroplas atau plastida. Di dalam sitoplasma sel tumbuhan, ditemukan organel kloroplas, sedangkan pada sel hewan tidak terdapat kloroplas. Di samping itu, ada juga organel yang hanya dimiliki oleh sel hewan yaitu lisosom. Lisosom adalah organel yang berfungsi dalam proses pencernaan sel. Lisosom sangat diperlukan oleh sel hewan karena interaksinya dengan lingkungan berjalan lebih sering sehingga kemungkinan substansi asing masuk ke dalam sel lebih besar. Selain lisosom, sentrosom dan sentriol juga menjadi ciri khas dari sel hewan. Sentrosom dan sentriol merupakan organel yang berperan penting dalam pembentukan benang spindel pada saat fase pembelahan sel. Keberadaan organel glioksisom yang merupakan spesialisasi peroksisom dalam mencerna senyawa lipid juga menjadi perbedaan sel hewan dan sel tumbuhan. Hanya sel tumbuhan yang memiliki glioksisom tersebut sedangkan sel hewan tidak. Dari segi hubungan antar sel, sel tumbuhan memiliki sambungan plasmodesmata yang berguna sebagai saluran penghubung antar sel agar proses transportasi senyawa menjadi lebih mudah. sebaliknya sel hewan mempunyai sambungan tight junction, gap junction, dan desmosomes di antara sel-selnya.

Ketika kita berbicara mengenai sel hewan dan sel tumbuhan, sering muncul pertanyaan di benak kita, manakah sel yang lebih resisten atau memiliki ketahanan hidup yang lebih lama? Apakah sel hewan? Atau sel tumbuhan? sampai saat ini, para peneliti di bidang biologi masih mengkaji mengenai perdebatan yang kontroversial tersebut. Akan tetapi, di sini saya berdiri dengan opini bahwa sel tumbuhan memiliki ketahanan hidup yang lebih lama dibandingkan dengan sel hewan. Hal ini berdasarkan riset dan kajian pustaka yang telah saya lakukan.

Pertama, tumbuhan tertua di dunia memiliki usia yang jauh lebih besar daripada hewan tertua di dunia. Hewan tertua di dunia adalah kerang laut quahoq dari spesies kerang Arctica islandica yang pernah ditemukan oleh tim dari Universitas Bangor di Wales. Kerang tersebut diangkat dari laut dengan kedalaman 250 meter. Setelah peneliti memotong cangkangnya, lalu menghitung cincin pertumbuhan, mereka baru menyadari bahwa kerang tersebut telah berumur 405-410 tahun. Dari kalangan tumbuhan, Quercus palmeri atau biasa disebut pohon palmer oak yang berasal dari California sebagai tumbuhan tertua di dunia akan membuat perbedaan level usia yang sangat jauh. Palmer oak tertua yang pernah ditemukan berumur sekitar 13.000 tahun. Fakta ini berarti secara tidak langsung menyatakan pada umumnya sel tumbuhan memiliki jangka hidup yang lebih lama dibandingkan sel hewan.

Kedua, ukuran sel tumbuhan lebih besar ketimbang sel hewan. Menurut website www.sridianti.com dikatakan bahwa "sel tumbuhan berkisar dari 10 sampai 100 mikrometer, sementara sel hewan biasanya jatuh antara kisaran 10 sampai 30 mikrometer."

Lebih lagi, "volume sel menentukan banyaknya aktivitas kimia yang dapat dilakukan sel per unit waktu. Sedangkan luas permukaan menentukan banyaknya substansi yang dapat masuk ke dalam sel" seperti yang dipaparkan Aryulina, Diah (2007:5).

Dari kedua pendapat ini, sel tumbuhan dirasa lebih diuntungkan karena memiliki ukuran yang lebih besar yang berarti mempunyai volume serta luas permukaan yang lebih dibandingkan sel hewan sehingga proses metabolismenya dapat berlangsung lebih optimal. Walaupun begitu, perlu diperhatikan bahwa rasio antara luas permukaan dengan volume sel tumbuhan masih dalam ambang batas yang aman. Jika digambarkan, grafik peningkatan luas permukaan sel berbentuk garis linear sedangkan grafik peningkatan volume sel berbentuk eksponensial. Sehingga semakin besar selnya, semakin kecil juga rasio perbandingan luas permukaan dengan volume. Hal ini sangat merugikan suatu sel yang berukuran besar karena ia melakukan metabolisme yang tinggi tanpa didukung oleh pemasukan bahan-bahan nutrisi yang juga mencukupi. Tapi sekali lagi ditekankan, sel tumbuhan tidak terlalu terpengaruh oleh teori ini karena perbedaan ukuran selnya dibandingkan sel hewan tidak terlalu jauh.

Ketiga, sel tumbuhan memiliki dinding sel sedangkan sel hewan tidak punya. Dinding sel suatu sel berfungsi sebagai pelindung dan pemberi bentuk kerangka bagi sel. Selain itu, efek dari keberadaan dinding sel menyebabkan ukuran suatu sel menjadi lebih besar dan berbentuk teratur serta bersifat kaku, sehingga sel tersebut tidak memerlukan banyak energi untuk melakukan pergerakan karena gerakan yang dilakukannya hanya sebatas gerak pasif. Tentu saja dinding sel tumbuhan yang terbuat dari selulosa, hemiselulosa, atau pektin jauh lebih unggul daripada sel hewan yang sama sekali tidak memiliki dinding sel. Selulosa yang terdapat pada dinding sel bersifat keras dan kuat serta mampu memberikan proteksi yang lebih walaupun tidak setangguh kitin pada eksoskeleton Arthropoda. Sekarang coba kita bayangkan, bagaimana sel hewan bisa melindungi dirinya sendiri jika tidak memiliki dinding sel untuk melindungi sel tersebut?

Hal lain yang dapat dikupas lebih dalam dari dinding sel adalah kekuatannya melindungi sel dalam bertahan hidup dari ancaman lingkungan tempat hidupnya. Salah satu contohnya adalah hidup di lingkungan yang memiliki kadar konsentrasi larutan yang tinggi maupun rendah.                                  

Sesuai dengan prinsip transportasi pasif pada membran plasma dalam Irnaningtyas (2017:31) menyatakan bahwa "osmosis adalah proses bergeraknya molekul pelarut (air) akan dari larutan yang memiliki konsentrasi rendah (hipotonik) ke larutan yang memiliki konsentrasi lebih tinggi (hipertonik) melalui selaput selektif permeabel".

Lihat Lingkungan Selengkapnya

Page 3

Sel adalah struktur terkecil penyusun dari mahluk hidup. Hal ini lebih ditegaskan oleh Aryulina, Diah (2007:3) bahwa "sel sebagai unit struktural terkecil bermakna bahwa sel merupakan penyusun yang mendasar bagi tubuh mahluk hidup." Misalnya pada mahluk hidup multiseluler sel-sel yang serupa berkumpul bersama dan menjalankan fungsi yang sama membentuk jaringan, jaringan-jaringan yang berbeda menyusun suatu organ yang memiliki fungsi tertentu, lalu organ-organ yang berbeda bekerja bersama-sama membentuk suatu sistem organ hingga akhirnya membentuk organisme. Selain itu, sel juga merupakan unit fungsional yang bermakna bahwa sel melakukan suatu fungsi atau kegiatan proses hidup. Kegiatan tersebut dapat berupa respirasi, ekskresi, transportasi, sintesis, reproduksi, sekresi, dan respon (tanggapan) terhadap rangsangan. Sel juga merupakan unit hereditas atau pewaris yang menurunkan sifat genetis dari satu generasi kepada generasi berikutnya.

Sel pada dasarnya diklasifikasikan menjadi 2 jenis yaitu sel prokariotik dan sel eukariotik. Sel prokariotik memiliki DNA yang tidak dibungkus oleh membran inti dan berbentuk sirkuler. Contoh dari sel prokariotik berasal dari kingdom archaebacteria dan eubacteria. Pembedaan kingdom ini berdasarkan struktur dinding sel yang juga berbeda yaitu peptidoglikan dan pseuso-peptidoglikan. Di lain sisi, sel eukariotik mempunyai membran inti yang membungkus DNA sel tersebut, bahkan memiliki 2 bentuk DNA yaitu sirkuler dan linier. Namun, hanya DNA yang berbentuk linier yang dilindungi membran inti sedangkan DNA sirkulernya terletak di organel seperti kloroplas dan mitokondria. Bukti ini mendukung teori bahwa sel eukariotik merupakan evolusi dari sel prokariotik terutama teori Lyn Margulis mengenai endosimbiosis. Teori endosimbiosis menyatakan bahwa dulu mitokondria dan kloroplas adalah sel prokariotik berukuran kecil yang akhirnya tertelan oleh sel prokariotik yang berukuran besar. Sel prokariotik yang besar memerlukan bantuan mitokondria dan kloroplas untuk melakukan fungsinya masing-masing yaitu membentuk energi ATP dan glukosa, sedangkan mitokondria dan kloroplas dapat berlindung dari predator di dalam sel prokariotik yang berukuran besar. Karena hubungan antar keduanya saling menguntungkan dan berada dalam tingkat sel maka disebut endosimbiosis. Waktupun berlalu, sel prokariotik yang berukuran besar mengalami evolusi membentuk membran inti menjadi sel eukariotik.  Contoh dari sel eukariotik adalah sel hewan dan sel tumbuhan.

Walaupun sama-sama termasuk sel eukariotik, sel hewan dan sel tumbuhan memiliki beberapa perbedaan. Perbedaan yang paling mencolok saat diamati di bawah mikroskop adalah ukuran selnya. Sel tumbuhan memiliki ukuran yang lebih besar dibandingkan sel hewan. Perbedaan selanjutnya adalah bentuk selnya. Sel tumbuhan berbentuk tetap dan beraturan karena mempunyai dinding sel yang tersusun atas selulosa, hemiselulosa, atau pektin. Sebaliknya sel hewan hanya dilapisi oleh membran sel saja. Karena tidak adanya dinding sel, sel hewan lebih mudah mengalami perubahan bentuk sel, sedangkan sel tumbuhan ternyata mengalami kesulitan di hal ini. Selain itu, sel hewan hanya memiliki vakuola yang berukuran kecil atau tidak sama sekali, sangat terbalik jika dibandingkan pada sel tumbuhan yang mempunyai vakuola sentral yang berukuran besar. Letak inti selpun turut menjadi pembeda anatara sel hewan dan sel tumbuhan. Inti sel hewan biasanya terletak di tengah, lain halnya dengan sel hewan yang memiliki inti sel di bagian periferal sitoplasma atau pinggir sel karena terdesak oleh vakuola sentral. Perbedaan lainnya dapat dilihat dari keberadaan kloroplas atau plastida. Di dalam sitoplasma sel tumbuhan, ditemukan organel kloroplas, sedangkan pada sel hewan tidak terdapat kloroplas. Di samping itu, ada juga organel yang hanya dimiliki oleh sel hewan yaitu lisosom. Lisosom adalah organel yang berfungsi dalam proses pencernaan sel. Lisosom sangat diperlukan oleh sel hewan karena interaksinya dengan lingkungan berjalan lebih sering sehingga kemungkinan substansi asing masuk ke dalam sel lebih besar. Selain lisosom, sentrosom dan sentriol juga menjadi ciri khas dari sel hewan. Sentrosom dan sentriol merupakan organel yang berperan penting dalam pembentukan benang spindel pada saat fase pembelahan sel. Keberadaan organel glioksisom yang merupakan spesialisasi peroksisom dalam mencerna senyawa lipid juga menjadi perbedaan sel hewan dan sel tumbuhan. Hanya sel tumbuhan yang memiliki glioksisom tersebut sedangkan sel hewan tidak. Dari segi hubungan antar sel, sel tumbuhan memiliki sambungan plasmodesmata yang berguna sebagai saluran penghubung antar sel agar proses transportasi senyawa menjadi lebih mudah. sebaliknya sel hewan mempunyai sambungan tight junction, gap junction, dan desmosomes di antara sel-selnya.

Ketika kita berbicara mengenai sel hewan dan sel tumbuhan, sering muncul pertanyaan di benak kita, manakah sel yang lebih resisten atau memiliki ketahanan hidup yang lebih lama? Apakah sel hewan? Atau sel tumbuhan? sampai saat ini, para peneliti di bidang biologi masih mengkaji mengenai perdebatan yang kontroversial tersebut. Akan tetapi, di sini saya berdiri dengan opini bahwa sel tumbuhan memiliki ketahanan hidup yang lebih lama dibandingkan dengan sel hewan. Hal ini berdasarkan riset dan kajian pustaka yang telah saya lakukan.

Pertama, tumbuhan tertua di dunia memiliki usia yang jauh lebih besar daripada hewan tertua di dunia. Hewan tertua di dunia adalah kerang laut quahoq dari spesies kerang Arctica islandica yang pernah ditemukan oleh tim dari Universitas Bangor di Wales. Kerang tersebut diangkat dari laut dengan kedalaman 250 meter. Setelah peneliti memotong cangkangnya, lalu menghitung cincin pertumbuhan, mereka baru menyadari bahwa kerang tersebut telah berumur 405-410 tahun. Dari kalangan tumbuhan, Quercus palmeri atau biasa disebut pohon palmer oak yang berasal dari California sebagai tumbuhan tertua di dunia akan membuat perbedaan level usia yang sangat jauh. Palmer oak tertua yang pernah ditemukan berumur sekitar 13.000 tahun. Fakta ini berarti secara tidak langsung menyatakan pada umumnya sel tumbuhan memiliki jangka hidup yang lebih lama dibandingkan sel hewan.

Kedua, ukuran sel tumbuhan lebih besar ketimbang sel hewan. Menurut website www.sridianti.com dikatakan bahwa "sel tumbuhan berkisar dari 10 sampai 100 mikrometer, sementara sel hewan biasanya jatuh antara kisaran 10 sampai 30 mikrometer."

Lebih lagi, "volume sel menentukan banyaknya aktivitas kimia yang dapat dilakukan sel per unit waktu. Sedangkan luas permukaan menentukan banyaknya substansi yang dapat masuk ke dalam sel" seperti yang dipaparkan Aryulina, Diah (2007:5).

Dari kedua pendapat ini, sel tumbuhan dirasa lebih diuntungkan karena memiliki ukuran yang lebih besar yang berarti mempunyai volume serta luas permukaan yang lebih dibandingkan sel hewan sehingga proses metabolismenya dapat berlangsung lebih optimal. Walaupun begitu, perlu diperhatikan bahwa rasio antara luas permukaan dengan volume sel tumbuhan masih dalam ambang batas yang aman. Jika digambarkan, grafik peningkatan luas permukaan sel berbentuk garis linear sedangkan grafik peningkatan volume sel berbentuk eksponensial. Sehingga semakin besar selnya, semakin kecil juga rasio perbandingan luas permukaan dengan volume. Hal ini sangat merugikan suatu sel yang berukuran besar karena ia melakukan metabolisme yang tinggi tanpa didukung oleh pemasukan bahan-bahan nutrisi yang juga mencukupi. Tapi sekali lagi ditekankan, sel tumbuhan tidak terlalu terpengaruh oleh teori ini karena perbedaan ukuran selnya dibandingkan sel hewan tidak terlalu jauh.

Ketiga, sel tumbuhan memiliki dinding sel sedangkan sel hewan tidak punya. Dinding sel suatu sel berfungsi sebagai pelindung dan pemberi bentuk kerangka bagi sel. Selain itu, efek dari keberadaan dinding sel menyebabkan ukuran suatu sel menjadi lebih besar dan berbentuk teratur serta bersifat kaku, sehingga sel tersebut tidak memerlukan banyak energi untuk melakukan pergerakan karena gerakan yang dilakukannya hanya sebatas gerak pasif. Tentu saja dinding sel tumbuhan yang terbuat dari selulosa, hemiselulosa, atau pektin jauh lebih unggul daripada sel hewan yang sama sekali tidak memiliki dinding sel. Selulosa yang terdapat pada dinding sel bersifat keras dan kuat serta mampu memberikan proteksi yang lebih walaupun tidak setangguh kitin pada eksoskeleton Arthropoda. Sekarang coba kita bayangkan, bagaimana sel hewan bisa melindungi dirinya sendiri jika tidak memiliki dinding sel untuk melindungi sel tersebut?

Hal lain yang dapat dikupas lebih dalam dari dinding sel adalah kekuatannya melindungi sel dalam bertahan hidup dari ancaman lingkungan tempat hidupnya. Salah satu contohnya adalah hidup di lingkungan yang memiliki kadar konsentrasi larutan yang tinggi maupun rendah.                                  

Sesuai dengan prinsip transportasi pasif pada membran plasma dalam Irnaningtyas (2017:31) menyatakan bahwa "osmosis adalah proses bergeraknya molekul pelarut (air) akan dari larutan yang memiliki konsentrasi rendah (hipotonik) ke larutan yang memiliki konsentrasi lebih tinggi (hipertonik) melalui selaput selektif permeabel".

Lihat Lingkungan Selengkapnya