Biodiversiti dan Adaptasi 1 UNIT PELAJARAN 7 ALAM TUMBUHAN TIDAK BERBIJI DAN ADAPTASI BAHAGIAN II HASIL PEMBELAJARAN Di akhir unit ini, anda diharapkan dapat: 1. Mengetahui ciri-ciri tumbuhan peringkat rendah paku-pakis dan sekutunya. 2. Mengaitkan adaptasi umum paku-pakis dan sekutunya terhadap sekitaran. 3. Mengetahui contoh adaptasi paku-pakis dan sekutunya. PENGENALAN aku-pakis merupakan tumbuhan tidak berbiji selain daripada lumut. Ia memiliki ciri- ciri yang lebih maju yang membolehkannya hidup di daratan yang lebih kering berbanding lumut. Ia merupakan tumbuhan yang pertama mempunyai tisu vaskular. Kehadiran tisu vaskular menyebabkan tumbuhan ini mandiri apabila gametofitnya telah mereput dan boleh mencapai ketinggian sehingga 10m. Sama seperti lumut, paku- pakis menghasilkan spora, menunjukkan selangan generasi dan mempunyai sperma yang boleh berenang. Mari kita selidiki Rajah 7.1. Pelbagai jenis paku-pakis terdapat di negara kita. Dapatkah anda membezakan mereka? Bagaimanakah paku-pakis tersebut dikelaskan? (a) (b) (c) (d) Rajah 7.1. Kepelbagaian paku-pakis di Malaysia. P
19
Embed
Unit pelajaran 7 alam tumbuhan tidak berbiji dan adaptasi ii.
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
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 7
ALAM TUMBUHAN TIDAK BERBIJI DAN ADAPTASI
BAHAGIAN II
HASIL PEMBELAJARAN
Di akhir unit ini, anda diharapkan dapat:
1. Mengetahui ciri-ciri tumbuhan peringkat rendah paku-pakis dan sekutunya.
2. Mengaitkan adaptasi umum paku-pakis dan sekutunya terhadap sekitaran.
3. Mengetahui contoh adaptasi paku-pakis dan sekutunya.
PENGENALAN
aku-pakis merupakan tumbuhan tidak berbiji selain daripada lumut. Ia memiliki ciri-
ciri yang lebih maju yang membolehkannya hidup di daratan yang lebih kering
berbanding lumut. Ia merupakan tumbuhan yang pertama mempunyai tisu vaskular.
Kehadiran tisu vaskular menyebabkan tumbuhan ini mandiri apabila gametofitnya
telah mereput dan boleh mencapai ketinggian sehingga 10m. Sama seperti lumut, paku-
pakis menghasilkan spora, menunjukkan selangan generasi dan mempunyai sperma yang
boleh berenang.
Mari kita selidiki Rajah 7.1. Pelbagai jenis paku-pakis terdapat di negara kita.
Dapatkah anda membezakan mereka? Bagaimanakah paku-pakis tersebut
dikelaskan?
(a) (b) (c) (d)
Rajah 7.1. Kepelbagaian paku-pakis di Malaysia.
P
B i o d i v e r s i t i d a n A d a p t a s i 1
Tuliskan perbezaan ciri yang anda perhatikan berdasarkan Rajah 7.1. Selamat
mencuba.
ISI KANDUNGAN
Ciri-ciri umum paku-pakis
dakah anda pernah terfikir bahawa paku-pakis mempunyai ciri-ciri unik yang
membolehkannya hidup di kawasan separa berair? Mengapa sesetengah tumbuhan
ini hidup berkelompok dalam keadaan sesak? Bagaimana ia menyebar dan
membiak? Secara umum, ciri utama paku-pakis ialah bersaiz sederhana kecil, 2
hingga 30cm tinggi, fron yang lembut, berbatang keras, mempunyai tisu vaskular dan boleh
berfotosintesis. Mari kita pelajari dengan lebih mendalam tentang ciri paku-pakis ini.
Saiz
Paku-pakis terkecil merupakan paku-pakis akuatik iaitu Azolla, manakala yang terbesar ialah
paku gajah, Angiopteris. Kebanyakan paku-pakis bersaiz kecil sehingga sederhana kecil.
Kebanyakannya hidup di bawah pokok, di atas pokok dan di tempat teduh. Ada juga jenis
memanjat dengan melingkar pada pokok. Di negara kita, paku-pakis banyak tumbuh di
celah-celah pelepah pokok sawit.
Rajah 7.2. Pelbagai paku-pakis daripada yang paling kecil, Azolla, jenis epifit, Asplenium, jenis memanjat, Adiantum dan jenis pokok, Cyathea dan paku gajah, Angiopteris.
A
B i o d i v e r s i t i d a n A d a p t a s i 1
Gametofit
Spora (n) bercambah menghasilkan protonema yang berkembang kepada protalus gametofit
berbentuk hati atau silinder bersaiz mikro hingga ke saiz biji kacang pi. Kebanyakan paku-
pakis dan sekutunya, contohnya ekor kuda mempunyai gametofit yang mempunyai klorofil
untuk berfotosintesis. Oleh itu, gametofit ini boleh menampung tumbesaran awal sporofit.
Walau bagaimanapun, terdapat juga beberapa jenis paku-pakis dan sekutunya seperti whisk
fern dan club moss mempunyai gametofit saprofit iaitu mendapat nutrien daripada bahan
organik mereput. Gametofit hanya menampung kehidupan sporofit sementara sporofit masih
kecil. Ia mereput selepas sporofit mulai berfotosintesis.
Organ pembiakan betinanya dikenali sebagai arkegonium manakala organ pembiakan
jantannya, anteridium yang terdapat pada satu gametofit yang sama atau berasingan.
Arkegonium berbentuk kelalang dengan leher yang sempit. Ia mempunyai satu sel telur.
Anteridium pula, berbentuk sfera mengandungi banyak sel sperma berflagela.
Persenyawaan sel telur dengan sperma menghasilkan zigot (2n) yang berkembang menjadi
sporofit.
Rajah 7.3. Bahagian bawah talus gametofit paku-pakis mengandungi organ pembiakan.
Sporofit
Kitar hidup paku-pakis didominasi oleh generasi sporofit. Sporofit mulai hidup tanpa
bergantung kepada gametofit sebaik sahaja ia boleh berfotosintesis. Generasi sporofit boleh
terus hidup dan membiak secara aseks iaitu melalui rizom.
Sekutu paku-pakis yang lebih awal berevolusi mempunyai strobilus iaitu struktur fron yang
terubahsuai untuk menghasilkan spora (Rajah 7.1a,b). Strobilus dalam Lycophyta
mengandungi daun sisik yang melindungi sporangium. Daun sisik ini dikenali sebagai
mikrofil. Manakala Ophioglossum dan Equisetum (ekor kuda) tidak mempunyai daun sisik
sebaliknya mempunyai sporangiofor.
Paku-pakis yang lebih maju mempunyai sorus di bawah fron (Rajah 7.1c). Sorus ini adalah
kumpulan atau kelompok sporangium. Sporangium dalam paku-pakis adalah jenis
leptosporangiat.
Oleh kerana fron sentiasa terdedah kepada kekeringan, sorus ini dilindungi oleh indusium.
Terdapat dua jenis indusium iaitu indusium sebenar dan indusium palsu.
Protalus 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 7.4. Sporangium leptosporangiat.
Selangan generasi
Generasi sporofit mendominasi kitar hidup paku-pakis dan sekutunya. Spora bercambah
menghasilkan generasi gametofit yang kecil. Sporofit hanya bergantung hidup sementara
kepada gametofit. Gametofit mereput selepas sporofit membesar. Sporofit dalam bentuk fron
kemudiannya mempunyai rizom yang boleh menunaskan fron baharu secara aseks.
Rajah 7.5. Kitar hidup paku-pakis. Sumber: Moore et al. (1998)
Protalus 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
Sistem vaskular
Terdapat pelbagai organisasi tisu vaskular dalam paku-pakis dan sekutunya. Tidak semua
batang tumbuhan ini mempunyai empulur. Begitu juga tidak semua floem sentiasa berada di
bahagian luar xilem. Susunan tisu vaskular ini dirujuk sebagai stel (stele). Secara umumnya,
paku-pakis dan sekutunya menunjukkan variasi stel jenis protostel, sifonostel dan eustel
(Rajah 7.6). Protostel merupakan jenis stel ringkas, manakala sifonostel dan eustel adalah
stel kompleks. Walau bagaimanapun, kebanyakan paku-pakis menunjukkan jenis sifonostel.
Rajah 7.6. Susunan tisu vaskular dalam paku-pakis. Jenis protostel (a), (b) dan (c) dan jenis
sifonostel (d), (e) dan (f).
Protostel merupakan tisu vaskular yang paling primitif. Xilem dan floem adalah mampat
tanpa empulur. Ia hadir dalam Psilotofit dan setengah Lycopod dan paku-pakis (Rajah 7.7).
Sifonostel pula terdiri daripada xilem yang mengelilingi floem. Tisu vaskular ini pula
mengelilingi empulur tengah. Sering juga terdapat bahagian tanpa vaskular (leaf gap) pada
tisu vaskular jenis ini.
Eustel merupakan jenis stel yang sering dilihat dalam tumbuhan peringkat tinggi. Tisu
vaskular eustel mengelilingi empulur. Jenis ini sering diperhati pada kebanyakan paku-pakis
dan Equisetum (Rajah 7.7). Pada Equisetum terdapat dua terusan yang masih kurang
difahami fungsinya iaitu terusan karinal dan terusan vallekular. Terusan karinal terletak
berdekatan berkas vaskular, manakala terusan vallekular di dalam korteks. Tambahan lagi,
pada batang Equisetum terdapat stomata yang terlibat dalam fotosintesis.
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 7.7. (a) Protostel dalam Lycopodium, (b) sifonostel dalam Pteris, dan (c) eustel dalam Equisetum.
Pengelasan paku-pakis dan sekutunya
aku-pakis dan sekutunya dikelaskan berdasarkan kepada hubungan moyang yang
sama dengan tumbuhan peringkat tinggi (Gimnosperma dan Angiosperma) seperti
yang ditunjukkan pada pohon filogeni (Rajah 7.8). Walau bagaimanapun, paku-
pakis masih dianggap primitif kerana tidak menghasilkan biji. Dua kumpulan utama
paku-pakis dan sekutunya dibezakan mengikut di mana spora diletakkan sama ada di dalam
strobilus atau di dalam sorus. Hanya paku-pakis yang mempunyai sorus. Kedudukan sorus
dan jenis indusium pula digunakan untuk pengelasan paku-pakis. Sekutu paku-pakis pula
mempunyai strobilus.
Rajah 7.8. Kedudukan paku-pakis dan sekutunya dalam Alam Plantae.
Aktiviti 1
Cuba perhatikan paku-pakis dan sekutunya yang terdapat di sekitar taman herba dan di
belakang sekolah anda. Kaji 8 jenis paku-pakis dan sekutunya yang diperoleh seperti pada
Jadual 7.1. Empat daripada lapan organisma telah dilengkapkan. Catatkan ciri-ciri morfologi
organisma 5 hingga 8 yang dikaji ke dalam ruang kosong yang disediakan.
Jadual 7.1 Paku-pakis dan sekutunya dalam taman herba dan di belakang sekolah saya
P 1 P 2 P 3 P 4
Paku merak
Lycopodium
Paku merak
Selaginella
Paku akuatik Azolla
Paku langsuyar
P
B i o d i v e r s i t i d a n A d a p t a s i 1
Ciri-ciri:
- Mempunyai
strobilus
- Daun sisik
- Habitat –
kawasan
terbuka
Ciri-ciri:
- Mempunyai
strobilus
- Daun sisik
- Habitat –
kawasan teduh
Ciri-ciri:
- Mempunyai
sporangium
- Fron
- Habitat - akuatik
Ciri-ciri:
- Mempunyai sorus
- Fron
- Habitat – atas
tumbuhan lain
P 5 P 6 P 7 P 8
Paku resam
Dicranopteris
linearis
Paku hiasan Adiantum
Pucuk paku Paku gajah
Ciri-ciri:
Ciri-ciri: Ciri-ciri: Ciri-ciri:
Kepelbagaian dan adaptasi paku-pakis dan sekutunya
paku-pakis dan sekutunya terdiri daripada beberapa divisi iaitu Lycophyta,
Psilophyta, Equisetophyta dan Pteridophyta. Pteridophyta merupakan paku-pakis,
manakala yang lainnya adalah sekutunya. Seperti telah dikatakan tadi, sekutu paku-
pakis mempunyai strobilus, manakala paku-pakis sahaja yang mempunyai sorus.
Strobilus berasal daripada hujung fron dengan daun sisik tersusun padat yang melindungi
sporangium. Daun sisik pada strobilus dikenali sebagai mikrofil (Rajah 7.9). Strobilus pada
Equisetum dan Ophioglossum (Rajah 7.9) pula tidak mempunyai daun sisik.
Psilophyta
Psilotum merupakan sekutu paku-pakis yang paling ringkas. ‘Batang’ bercabang dikotamus,
mempunyai stomata dan boleh berfotosintesis. Secara luaran, tumbuhan ini kelihatan seperti
penyapu. Dalam Bahasa Inggeris ia dikenali sebagai whisk fern. Ia tidak mempunyai
strobilus ataupun sorus. Sebaliknya, ia mempunyai tiga sporangium bercantum yang dikenali
sebagai sinangium (Rajah 7.9). Ia tidak mempunyai akar sebenar. ‘Batang’nya mempunyai
rizoid yang sangat cekap untuk menyerap air. Adaptasi lain tumbuhan ini untuk mengelak
kekeringan melalui daunnya mengecil menjadi duri.
P
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 7.10 menunjukkan kitar hidup Psilotum. Perhatikan sinangium matang yang merekah
membebaskan spora. Spora ini bercambah menghasilkan gametofit berbentuk silinder di
atas permukaan tanah. Anteridium dan arkegonium terdapat pada permukaan gametofit.
Persenyawaan berlaku apabila terdapat air. Gametofit ini mendapat bekalan nitrat, fosfat dan
mineral lain melalui hubungan mikoriza, iaitu rizoidnya bermutualistik dengan kulat.
Rajah 7.9. Sinangium di atas sisik Psilotum dan keratan menegak melaluinya.
Rajah 7.10. Kitar hidup Psilotum.
Lycophyta
Terdapat dua genus utama dalam Divisi Lycophyta iaitu Lycopodium (Club mosses) dan
Selaginella (Spike mosses). Orang Melayu menggelarnya paku merak. Lycopodium mudah
ditemui di kawasan yang terdedah, manakala Selaginella banyak ditemui di kawasan yang
teduh.
Ciri menarik Selaginella ialah sering menunjukkan warna fron yang kemerah-merahan atau
floresen. Kemungkinan besar warna ini adalah adaptasi untuk melindungi fronnya yang
lembut atau memerangkap lebih cahaya matahari. Warna kemerah-merahan turut dapat
dilihat pada tumbuhan yang hidup di puncak gunung Rhododendron dan pucuk muda
tumbuhan seperti keluarga manggis, keluarga mangga dan keluarga jambu. Warna ini
dikaitkan dengan fungsinya melindungi pucuk muda daripada cahaya lampau ungu.
kaki
B i o d i v e r s i t i d a n A d a p t a s i 1
Lycopodium dan Selaginella mempunyai ‘daun sisik’ atau mikrofil pada ‘batang’ dan rizom.
‘Batang’ Lycopodium yang matang menghasilkan strobilus. Pada hujung ‘batang’ terdapat
satu atau lebih strobilus. Strobilus Selaginella pula, terbentuk di setiap hujung atau aksil
cabang. Sporangium dilindungi oleh sporofil. Strobilus Lycopodium menghasilkan satu jenis
spora atau dikenali sebagai homosporus, manakala Selaginella menghasilkan dua jenis
spora iaitu megaspora dan mikrospora yang dikenali sebagai heterosporus (Rajah 7.11).
Megaspora terdapat dalam megasporangium yang dilindungi oleh megasporofil, manakala
mikrospora terdapat dalam mikrosporangium yang dilindungi oleh mikrosporofil.
Rajah 7.11. Keratan menegak strobilus (a) Lycopodium dan Selaginella.
Kitar hidup bagi kedua-dua genus bermula apabila spora bercambah (Rajah 7.12 dan 7.13).
Oleh kerana Lycopodium menghasilkan hanya satu jenis spora, lalu ia menghasilkan
gametofit yang padanya terdapat kedua-dua organ pembiakan, arkegonium dan anteridium.
Kajian isoenzim menunjukkan kebanyakan spesies Lycopodium dihasilkan melalui kacukan
silang (cross-fertilization) walaupun mempunyai gametofit dengan kedua-dua organ
pembiakan. Ini bermakna, Lycopodium tidak melakukan kacukan sendiri (self-fertilization).
Sperma dan telur yang matang pada waktu yang berbeza menyebabkan sperma berenang
ke arah telur pada gametofit lain yang matang. Pada Selaginella pula, mikrospora
menghasilkan gametofit jantan, manakala megaspora menghasilkan gametofit betina. Oleh
itu, kacukan silang sering berlaku.
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 7.12. Kitar hidup Lycopodium.
Rajah 7.13. Kitar hidup Selaginella.
Equisetophyta (Sphenophyta)
Pernahkah anda memberus periuk? Orang Asli Red Indian menggunakan Equisetum
sebagai alat memberus periuk kerana sifatnya yang keras dan kasar. Di Amerika, semasa
zaman memburu emas, orang berkulit putih menggunakan tumbuhan ini sebagai penanda
kehadiran emas. Hasil pemerhatian penulis mendapati tumbuhan ini hidup subur di kawasan
sejuk yang mengandungi banyak baja. Rupa bentuk tumbuhan ini yang merimbun di satu
hujung yang kelihatan seperti ekor kuda telah menyebabkan tumbuhan ini dikenali sebagai
B i o d i v e r s i t i d a n A d a p t a s i 1
horsetail atau ekor kuda. Kemungkinan disebabkan sifat keras dan kasarlah, maka
tumbuhan ini tidak digemari haiwan.
Equisetum merupakan satu-satunya tumbuhan peringkat rendah “paku-pakis” yang telah
tumbuh sejak lebih seratus ribu tahun dahulu. Ia merupakan satu-satunya ‘fosil hidup’ dari
kelas Equisetopsida. Oleh itu, kita hendaklah menghargai dan memastikan tumbuhan ini
terus dibiarkan hidup di muka bumi untuk generasi akan datang. Walaupun kehadirannya
sangat awal, namun tumbuhan ini mempunyai susunan vaskular yang termaju dalam
kalangan paku-pakis dan sekutunya. Mungkin inilah sebabnya mengapa tumbuhan ini masih
boleh bermandiri walaupun persekitaran telah berubah. Terdapat dua salur (canal) yang
masih tidak difahami fungsinya iaitu salur karinal dan salur vallekular (Rajah 7.7).
Untuk pengetahuan anda, inilah satu-satunya sekutu paku-pakis yang mempunyai buku dan
ruas. Di setiap buku terdapat daun sisik yang tidak berfotosintesis. Fotosintesis dilakukan
oleh ‘batang’ dan cabangan ‘batang’ yang mempunyai kloroplas dan stomata. Oleh itu,
kehilangan air melalui transpirasi dapat dielakkan.
Strobilus tumbuhan ini tidak mengandungi daun sisik mikrofil, tetapi dimampatkan dengan
sporangiofor. Sporangiofor ini merenggang apabila sporangium di bawahnya cukup matang
(Rajah 7.14). Sporangiofor tumbuhan ini cukup sempurna untuk melindungi sporangium
daripada kekeringan. Sporangiumnya tergantung pada sporangiofor. Jika anda bayangkan
botol bergantung pada hujung payung, maka begitulah keadaan sporangium Equisetum