Unit 6 Lumut

B i o d i v e r s i t i d a n A d a p t a s i 1

UNIT PELAJARAN 6

ALAM TUMBUHAN : TIDAK BERBIJI - BAHAGIAN I

HASIL PEMBELAJARAN

Di akhir unit ini, anda diharapkan dapat:

1. Mengetahui pengelasan tumbuhan peringkat rendah – lumut. 2. Mengetahui adaptasi lumut.3. Mengetahui kaitan antara lumut terhadap persekitaran.

PENGENALAN

umut adalah tumbuhan kecil yang sering didapati tumbuh di tempat teduh di atas permukaan batu, kulit pokok atau tanah yang lembab serta berair. Ia selalu dilupakan oleh manusia. Jika tumbuhan ini tumbuh di dalam bilik air, ianya dibuang. Tetapi sedarkah kita bahawa lumut ini amat penting kepada kita. Selain daripada

mengindahkan lanskap batuan sungai, ia berkebolehan memegang air melebihi kapasiti beratnya.

LMari kita selidiki Rajah 6.1. Terdapat tiga jenis lumut utama iaitu lumut jati (moss), lumut hati (liverwort) dan lumut tanduk (hornwort). Dapatkah anda membezakan mereka? Bagaimanakah lumut tersebut dikelaskan?

Lumut jati Lumut hati Lumut tanduk

Rajah 6.1

Tuliskan perbandingan ciri yang anda lihat berdasarkan Rajah 6.1. Selamat mencuba.

B i o d i v e r s i t i d a n A d a p t a s i 1

ISI KANDUNGAN

Ciri umum lumut

dakah anda pernah terfikir bahawa lumut yang kecil ini mempunyai ciri-ciri unik yang membolehkannya hidup di kawasan berair? Mengapa tumbuhan ini hidup berkelompok dalam keadaan sesak? Bagaimana ia menyebar dan membiak? Secara umum, ciri utama lumut ialah bersaiz kecil, 1 hingga 10 sm tinggi, lembut,

tanpa tisu vaskular, hidup berkelompok dan boleh berfotosintesis. Mari kita pelajari dengan lebih mendalam berkenaan ciri lumut ini.

Aa. Saiz

Ciri yang paling jelas yang boleh diperhatikan pada lumut adalah saiznya yang kecil. Di kawasan negara utara dan selatan hemisfera, kawasan sejuk atau pergunungan, lumut boleh mencapai saiz sehingga 10 sm tinggi, manakala di kawasan tropika atau kawasan yang lebih panas, lumut hanyalah setinggi 1 sm atau kurang.

Saiz yang kecil ini membolehkan lumut sentiasa dalam keadaan basah. Air digunakan semasa pembiakan lumut. Banjir yang setinggi 1 ke 2 sm memadai untuk membantu pembiakan.

b. Morfologi talus

Lumut tidak mempunyai daun, akar dan batang sebenar. Struktur lumut dikenali sebagai talus. Talus lumut adalah haploid, iaitu mempunyai hanya satu set kromosom (n). Fungsi setiap bahagian talus:

Daun berfungsi dalam fotosintesis dan juga menarik air. Akar atau rizoid mencengkam substrat tanah. Batang atau seta berfungsi untuk menyokong organ pembiakan.

Pertumbuhan lumut amat perlahan. Lumut mempunyai klorofil a dan b, dan juga sperma yang boleh berenang, sama seperti alga hijau. Bahan simpanan lumut terdiri daripada kanji dan dinding sel terdiri daripada selulosa, sama seperti tumbuhan.

Lumut tidak mempunyai berkas vaskular dan tisu berlignin. Dengan sebab itu, lumut tumbuh rendah agar boleh menyerap air secara resapan kapilari pada permukaan talus berdaun. Terdapat juga lumut yang mempunyai gentian tengah yang bertindak seperti xilem dan floem.

Lumut memperolehi air dan nutrien daripada air hujan, habuk atau bahan yang terlarut dalam air hujan. Rizoid menyerap air sedikit air sahaja. Fungsi utamanya ialah memegang lumut kepada substrat tanah. Kebanyakan air diserap melalui permukaan talus.

Organ pembiakan lumut terletak pada talus. Organ pembiakan jantan atau anteridium berbentuk seperti balang bermulut (flask) yang mengarah ke atas, manakala organ pembiakan betina atau arkegonium terletak di bahagian bawah talus (Rajah 6.2).

B i o d i v e r s i t i d a n A d a p t a s i 1

(a) (b)

Rajah 6.2 Organ pembiakan (a) betina, arkegonium dan (b) jantan, anteridium

c. Pembiakan

Lumut membiak secara pembiakan aseks dan seks.

Pembiakan aseksTerdapat dua jenis pembiakan aseks iaitu:

1. Fragmentasi atau penyerpihan talus 2. Penghasilan gema bagi lumut hati.

Pembiakan seksDua jenis organ pembiakan terdapat pada lumut iaitu arkegonium dan anteridium. Arkegonium adalah organ pembiakan betina, manakala anteridium adalah organ pembiakan jantan. Kedua-dua organ adalah haploid. Persenyawaan gamet jantan dan betina menghasilkan sporangium yang diploid yang kemudiannya menjalani meiosis untuk menghasilkan spora haploid. Spora bercambah membentuk protonema yang haploid yang kemudiannya berkembang menjadi talus.

d. Selangan generasi dan kitar hidup

Talus lumut adalah haploid, manakala sporangium adalah diploid. Talus lumut haploid dikenali sebagai generasi gametofit, manakala sporangium yang diploid dikenali sebagai generasi sporofit.

Generasi sporofit bergantung hidup kepada generasi gametofit. Sumber air, mineral dan hasil fotosintesis dialirkan ke generasi sporofit. Bahagian sporangium generasi sporofit menjalani meiosis untuk menghasilkan spora haploid.

Dalam lumut generasi gametofit merupakan generasi yang panjang jangkamasanya, atau dengan kata lain generasi ini adalah dominan yang mendominasi kitar hidup lumut.

Pengelasan lumut

B i o d i v e r s i t i d a n A d a p t a s i 1

ada asasnya lumut dikelaskan sebagai tumbuhan kerana ianya memiliki ciri-ciri tumbuhan. Walau bagaimanapun, lumut telah diletakkan di bawah divisinya sendiri yang dikenali sebagai Briofita (Bryophyta). P

Rajah 6.2 menunjukkan kedudukan lumut dalam filogeni. Ia dikatakan sebagai perantaraan di antara tumbuhan bervaskular dan alga hijau, Charophyte. Lumut merupakan tumbuhan daratan yang masih bergantung kepada air untuk terus hidup, menyebar dan membiak.

Rajah 6.3 Kedudukan lumut dalam pohon filogeni

Lumut dibahagikan kepada tiga kumpulan utama iaitu: Lumut jati (True mosses) Lumut hati (Liverworts) Lumut tanduk (Hornworts)

Menurut kajian filogeni, lumut tanduklah yang paling maju berbanding kumpulan lumut yang lain. Kita akan membincangkan kesemua kumpulan lumut ini secara lebih terperinci selepas ini.

Lumut jati

ebanyakan lumut yang tumbuh di tepi longkang, di bawah pokok dan di tempat lembab serta teduh adalah lumut jati. Lumut ini mempunyai talus berdaun dan kapsul di hujung. Lebih kurang 12,000 spesies lumut jati telah dikenali. K

Lumut jati mempunyai beberapa ciri yang membezakannya daripada lumut lain. Ciri-ciri yang membezakan lumut jati dengan lumut lain adalah:

Gametofit atau bahagian bertalus daun kebanyakan lumut jati adalah bersimetri radial (Jika dilihat dari atas. Lihat Rajah 6.4).

B i o d i v e r s i t i d a n A d a p t a s i 1

Rizoidnya multisel dan tiada kloroplas. Spora bercambah kepada protonema (bebenang pertama). Protonema berkembang

dengan cabangan. Gametofit tumbuh pada protonema ini. Oleh kerana spora haploid, protonema juga adalah haploid. Gametofit yang tumbuh daripada protonema turut haploid.

Gametofitnya sentiasa berdaun. Daun tidak berlobus, disusun secara spiral. Daun mempunyai urat tengah yang terdiri daripada sebaris sel tebal. Daun tanpa stomata, sel mesofil maupun, petiol.

Arkegonium dan anteridium pada hujung talus gametofit yang membentuk struktur seperti mahkota. Filamen penyerap dikenali sebagai parafisis berada di antara organ pembiakan.

Sporofit terdiri daripada seta dan kapsul. Dalam kapsul ini spora terbentuk. Kapsul dilindungi kaliptera. Apabila spora telah matang, kaliptera akan tertanggal. Perubahan kelembapan menyebabkan operkulum terbuka mendedahkan gigi peristom yang berfungsi untuk melontar keluar spora. Terdapat dua lapisan peristom.

Gametofit lumut jati

Gametofit lumut jati merupakan generasi yang dominan. Ia tumbuh pada protonema yang berupa bebenang hijau menyerupai protonema alga. Protonema ini berasal daripada spora yang bercambah. Selain itu, gametofit berdaun turut boleh menyerpih menghasilkan protonema baru secara aseks.

Sesetengah lumut jati mempunyai tisu penyalur dalam gametofit. Dua tisu iaitu leptoid dan hidroid. Leptoid menyerupai sel tapis floem, manakala hidroid menyerupai xilem. Leptoid berfungsi mengangkut hasil fotosintesis, manakala hidroid mengangkut air. Hidroid tidak mempunyai lignin, maka ia hanya sedikit sahaja menyokong tumbuhan ini.

Kebanyakan lumut jati adalah uniseks dan dioesius. Organ pembiakan jantan, anteridium berasingan gametofit daripada organ pembiakan betina, arkegonium. Arkegonium mengandungi satu sel telur di dalam jaket steril. Parafisis yang banyak menyerap dan menyimpan air untuk memudahkan sperma berenang ke sel telur. Anteridium mengandungi banyak sel sperma berflagela. Titisan air memecahkan anteridium lalu membebaskan sperma matang.

B i o d i v e r s i t i d a n A d a p t a s i 1

Rajah 6.4 Kitar hidup lumut jati. Adaptasi dari Encyclopaedia Britannica (2011)

Sporofit lumut jati

Generasi sporofit (Rajah 6.5) hanya muncul selepas sel telur dalam arkegonium disenyawakan oleh sperma. Sporofit terdiri daripada seta dan kapsul. Oleh kerana generasi sporofit berasal daripada persenyawaan sel telur dan sperma, ianya adalah diploid. Untuk menghasilkan spora haploid, meiosis berlaku dalam kapsul.

Rajah 6.5 Sporofit lumut jati. Pada awalnya kapsul dilindungi kaliptera. Apabila spora dan kapsul matang, kaliptera tercabut mendedahkan kapsul kepada perubahan kelembapan.

Operkulum terbuka mendedahkan dua baris peristom yang melontar keluar spora.

B i o d i v e r s i t i d a n A d a p t a s i 1

Lumut hati

i atas tanah, lumut ini kelihatan hijau kelabu. Talus lumut ini tebal dan bercabang dua atau dikotomus. Talus mempunyai garis tengah. Garis ini bercabang apabila talus bercabang. Di hujung garis ini terdapat struktur pembiakan jantan atau betina. Tumbuhan jantan dan betina pada tumbuhan berbeza. Di bawah talus

iaitu mengikut garis, terdaat sebaris rizoid.DLumut ini berbeza daripada lumut lain kerana:

Mempunyai talus bercabang dedua atau cabang dikotamus. Kebanyakan jenis tidak berdaun. Bazzania merupakan spesies lumut hati berdaun. Bahagian atas talus mempunyai kloroplas. Rizoid unisel Sporofitnya kecil dengan tangkai pendek serta tergantung pada sporangiofor. Sporangiofor jantan atau anteridiofor berbentuk payung leper, manakala sporangiofor

betina atau arkegoniofor berbentuk payung melengkung ke bawah.

Gametofit lumut hati

Gametofit lumut hati juga merupakan generasi yang dominan. Tiada protonema. Lumut ini tumbuh berkembang terus daripada spora bercambah. Selain itu, gametofit turut boleh menyerpih menghasilkan tumbuhan baru atau melalui tisu gema secara aseks.

Terdapat dua bentuk talus iaitu berdaun dan bertalus. Contoh talus berdaun terdapat pada Bazzania. Talus berdaun dalam lumut hati berbeza dari lumut jati dari susunan daunnya simetri bilateral. Talus gametofit bebentuk riben dan leper terdapat pada lumut hati Marchantia (Rajah 6.6). Ia merupakan spesies yang paling banyak dikaji. Marchantia mempunyai talus bercabang dikotamus serta berliang seperti stomata. Talusnya dilindungi oleh kutin.

Marchantia mempunyai mangkuk gema yang mengandungi tisu gema yang boleh bercambah apabila terlerai keluar. Titisan hujan yang jatuh ke dalam gema boleh memercik keluar gema.

Kebanyakan lumut hati adalah uniseks dan dioesius. Organ pembiakan jantan, anteridium terdapat dalam anteridiofor iaitu struktur seperti payung leper, manakala organ pembiakan betina, arkegonium terdapat dalam arkegoniofor iaitu struktur seperti payung. Arkegonium mengandungi beberapa sel telur di dalam jaket steril di bawah struktur payung. Anteridium mengandungi banyak sel sperma berflagela. Anteridium mengeluarkan sperma matang melalui atas struktur payung.

Sporofit lumut hati

Generasi sporofit lumut hati terbentuk selepas persenyawaan sel telur pada arkegoniofor. Sporofit tidak mempunyai stomata atau liang pengudaraan. Ia dilitupi kaliptera. Semasa matang sporofit ini berwarna kuning tergantung pada payung arkegoniofor (Rajah 6.7). Keseluruhan hidup generasi sporofit ini bergantung sepenuhnya kepada gametofit.

B i o d i v e r s i t i d a n A d a p t a s i 1

Rajah 6.6 Kitar hidup lumut hati Marchantia

Rajah 6.7 Sporofit bergantung hidup sepenuhnya kepada gametofit. Sporofit matang berwarna kuning melekat pada arkegoniofor.

Spora dikelilingi oleh elater higroskopik. Apabila spora terbebas elater melenting lalu melontar spora jauh daripada induk.

Elater higroskopik menggunakan perubahan kepada filem air untuk melentingkan spora. Apakah yang akan berlaku kepada elater ini sekiranya kelembapan terlalu

tinggi?

Lumut tanduk

umpulan lumut yang paling kecil di dalam briofit. Lumut ini sukar diperolehi. Ia mempunyai talus dengan sporofit seperti tanduk. Lebih kurang 100 spesies lumut tanduk dalam 6 genus telah dikenali. K

B i o d i v e r s i t i d a n A d a p t a s i 1

Lumut tanduk dikatakan paling maju kerana mempunyai sel meristem pada pangkal sporofit yang membahagi menghasilkan spora secara berterusan.

Ciri-ciri lumut ini adalah: Sporofitnya berbentuk tanduk. Setiap sel yang berfotosintesis hanya mempunyai satu kloroplas. Makanan simpanan dalam bentuk pirenoid, sama seperti alga hijau dan tumbuhan

bervaskular, Isoetes. Bahagian dalam sebelah bawah generasi sporofit mengandungi meristem interkalari.

Meristem ini menghasilkan spora secara berterusan. Arkegonium terbenam dalam talus. Talus gametofit mempunyai struktur seperti stomata yang mana tidak ditemui dalam

lumut lain. Liang-liang pada gametofit diisi oleh lendir.

Gametofit lumut tanduk

Talus gametofit leper dan mudah. Rizoid di bahagian bawah talus melekatkan lumut ini kepada substrat. Gametofit adalah haploid sama seperti lumut lain. Lumut ini membiak secara seks dan aseks melalui penyerpihan.

Kebanyakan lumut tanduk adalah uniseks. Anteridium terbenam di bahagian dorsal atau sebelah atas gametofit, manakala arkegonium sebaris di bahagian ventral (bawah) gametofit.

Liang berlendir pada talus sering didiami sianobakteria Nostoc yang boleh mengikat nitrogen. Kedua-dua lumut dan sianobakteria hidup secara bersimbiosis, di mana lumut mendapat bekalan nitrogen terikat, manakala sianobakteria mendapat perlindungan.

Sporofit lumut tanduk

Struktur sporofit membezakan lumut ini daripada lumut lain. Sporofit terbentuk apabila sel telur dalam arkegonium disenyawakan. Seta tidak ditemui dalam lumut ini. Sporofit boleh berfotosintesis dan tidak bergantung hidup sepenuhnya kepada gametofit.

Sel spora terbentuk dengan banyaknya daripada sel-sel sporogenus di sepanjang paksi tengah struktur tanduk sporofit. Sel sporogenus adalah diploid. Sel ini membesar dan membahagi secara meiosis menghasilkan tetrad haploid yang kemudiannya membeza kepada spora (Rajah 6.8).

Pembahagian sel meristem kepada sporogenus bermula daripada kaki. Ini bermakna sel yang paling hampir ke kaki adalah yang paling muda. Sel spora di bahagian hujung sporofit merupakan sel yang paling matang. Apabila spora matang, bahagian hujung sporofit membelah untuk membebaskan spora. Sporofit akan terus hidup selagi ada spora terbentuk.

Terdapat ahli botani yang mencadangkan lumut tanduk sebagai sekutu paku pakis kerana sporofit boleh hidup tanpa bergantung sepenuhnya kepada gametofit.

B i o d i v e r s i t i d a n A d a p t a s i 1

Rajah 6.8 Lumut tanduk, Anthoceros. Pada gametofit terdapat kedua-dua arkegonium dan anteridium. Persenyawaan sel terlu dan sperma menghasilkan sporofit. Sporofit mempunyai kaki dan sel meristem yang sentiasa menghasilkan sel sporogenus. Perkembangan spora

adalah berperingkat dalam sporofit.

Rajah 6.8 menunjukkan bahagian menghampiri meristem, sel adalah diploid. Lebih kurang di bahagian tengah, sel sporogenus berkembang kepada sel induk spora yang kemudiannya menjalani meiosis menghasilkan tetrad yang haploid. Tetrad spora ini akan berkembang menjadi spora. Spora yang matang akan dibebaskan melalui hujung sporofit yang merekah dan terbelah. Spora dilempar keluar oleh elater palsu. Proses penghasilan spora berlaku sepanjang hayat sporofit. Malah, sporofit tidak bergantung sepenuhnya kepada gametofit kerana ia mempunyai kloroplas dan stomata untuk fotosisntesis. Spora matang bercambah protonema yang kemudiannya berkembang menjadi gametofit.

Jadual 6.1 Perbandingan lumut jati, lumut hati dan lumut tanduk

Ciri-ciri Lumut jati Lumut hati Lumut tandukGametofit

1. Bentuk talus

2. Liang seperti stomata

3. Leptoid dan

Berdaun. Simetri radial. Sel berbentuk intan memudah air meresap secara kapilari

Ada

Ada

Berdaun atau bertalus dikotomi. Simetri bilateral. Berkutikel

Ada

Tiada

Bertalus. Liang pada talus dipenuhi lendir yang didiami Nostoc

Ada pada gametofit dan sporofit

TiadaTerbenam dalam talus

B i o d i v e r s i t i d a n A d a p t a s i 1

hidroid4. Kedudukan

organ pembiakan Sporofit

1. Bentuk sporofit

2. Kebergantungan hidup pada gametofit

3. mekanisma spora dibebaskan

Pada hujung apeks gametofit

Seta dan kapsul

Sepenuhnya

Gigi peristom

Pada sporangiofor

Kapsul di bawah arkegonioforSepenuhnya

Elater

Tanduk

Separuh

Sporofit terpecah di hujung

Berdasarkan Jadual 6.1, perihalkan adaptasi lumut terhadap persekitarannya.

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Tahukah anda bahawa lumut terdapat juga di padang pasir. Fikirkan. Selamat mencari jawapan.

RINGKASAN

B i o d i v e r s i t i d a n A d a p t a s i 1

1. Lumut merupakan tumbuhan peringkat rendah yang menghasilkan spora.

2. Ketinggian lumut boleh mencapai 10 sm. Dengan hidup berkelompok serta rapat, lumut yang kecil ini dapat menampung air sehingga 15 kali jisimnya.

3. Ia dibahagikan kepada tiga jenis utama iaitu lumut jati (moss), lumut hati (liverwort) dan lumut tanduk (hornwort).

4. Lumut tidak mempunyai sistem vaskular, sebaliknya menggunakan talusnya untuk menyerap air pada permukaan.

5. Dalam lumut, generasi gametofit mendominasi kitar hidup.

6. Generasi sporofit bergantung hidup sepenuhnya kepada gametofit dari segi keperluan air, makanan dan mineral.

7. Pembiakan lumut bergantung kepada air. Sperma yang dihasilkan dalam anteridium berenang ke arah sel telur dalam arkegonium. Persenyawaan menghasilkan zigot yang berkembang menjadi sporofit (2n).

8. Sporofit terdiri daripada kaki, leher dan jaket steril yang membungkus sporangium.

9. Spora terhasil selepas sel induk spora dalam sporangium membahagi secara meiosis. Lumut tanduk menghasilkan spora secara berperingkat, manakala lumut jati dan lumut hati, spora dihasilkan secara serentak.

PETA KONSEP

B i o d i v e r s i t i d a n A d a p t a s i 1

Fahami Peta Konsep di bawah

.

KATA KUNCI

Istilah yang anda perlu tahu dan jelas adalah:

1. Talus2. Selangan generasi3. Gametofit4. Sporofit5. Arkegonium6. Anteridium

7. Arkegoniofor8. Anteridiofor 9. Protonema 10. Fragmentasi 11. Gema

PENILAIAN KENDIRI

1. Terangkan kitar hidup lumut..2. Huraikan bagaimana tumbuhan lumut mendapat air. 3. Jelaskan pembiakan aseks lumut.

LUMUT LUMUT

Lumut jatiLumut jati Lumut hatiLumut hati Lumut tanduk Lumut tanduk

Ciri umum dan adaptasi untuk mendapat air dan membiak

Ciri umum dan adaptasi untuk mendapat air dan membiak

Hidup berkelompok padat

Hidup berkelompok padat

PengelasanPengelasan

Kecil dan rendahKecil dan rendah Sperma boleh berenang

Sperma boleh berenang

B i o d i v e r s i t i d a n A d a p t a s i 1

RUJUKAN

Berg, L. 2008. Introductory Botany: Plants, People, and the Environment. Belmont: CA: Thomson Brooks/Cole.

Moore, R., Clark, W.D., & Vodopich, D.S. (1998). Botany. 2nd ed. Boston, Massachusetts: McGraw Hill.