POKOK BAHASAN 8. ORGAN AKAR 8.1 Struktur Umum Akar Akar merupakan bagian organ tumbuhan yang terdapat di dalam tanah. Akar tumbuh dan berkembang di bawah permukaan tanah. Bentuk dan ukuran akar sangat bervariasi, disesuaikan dengan fungsinya masing-masing. Berdasarkan asalnya, akar dibedakan menjadi 2 tipe, yaitu akar primer dan akar adventif. Akar primer adalah akar yang berasal dari calon akar (radikula) pada embrio. Akar primer akan membentuk akar tunggang yang mampu mengadakan pertumbuhan sekunder dengan percabangannya, sedang akar adventif tidak mengadakan pertumbuhan sekunder. Jaringan penyusun akar adalah: epidermis merupakan lapisan terluar, korteks dan silinder pusat. Jangan penyusun akar tumbuhan yang mengadakan pertumbuhan sekunder berbeda dengan akar yang tidak mengadakan pertumbuhan sekunder. Akar yang mengadakan pertumbuhan sekunder karena aktifitas kambium, menyebabkan terbentuknya jaringan-jaringan sekunder sehingga terjadi perubahan struktur di bagian stele. 8.2 Struktur Akar Pada Pertumbuhan Primer Berdasarkan irisan memanjang dari ujung akar, maka ada 4 daerah pertumbuhan pada ujung akar, yaitu: 1. Tudung akar 2. Daerah pembelahan sel 3. Daerah pembentangan 4. Daerah diferensiasi atau pemasakan sel daerah pertumbuhan ini strukturnya bervariasi tergantung jenis tumbuhan dan lingkungannya yaitu tanah dan iklim. Dari tersusun oleh jaringan-jaringan: 1). Epidermis, 2). Korteks dan 3). Stele. Tudung akar Tudung akar terdapat pada ujung akar, berfungsi melindungi meristem akar dari keruakan dan membantu penetrasi akar ke dalam tanah. Sel-sel tudung akar sering berisi amilum. Sel-sel ini tidak mempunyai susunan yang khusus atau tersusun dalam deret random. Sel tersebut adalah kolumela. Tudung akar mengatur geotropi akar. Epidermis Epidermis merupakan lapisan terluar akar, sel-selnya tersusun rapat tanpa ruang antar sd. Pada kebanyakan akar, epidermis berdinding tipis. Rambut-rambut akar berkembang dan sel-sel epidermis yang khusus, dan sel tesebut mempunyai ukuran Universitas Gadjah Mada 1
yang berbeda dengan sel epidermis, dinamakan trikoblas. Trikoblas sendiri berasal dari pembelahan protoderm. Epidermis akar yang berfungsi untuk penyerapan serta bulu-bulu akar mempunyai kutikula yang tipis. Korteks Pada kebanyakan akar korteks terdiri atas sel-sel parenkimatis. Selama perkembangannya, ukuran sel sel korteks yang mengalami diferensiasi bertambah, sebelum terjadi vakuolisasi dalam sel tersebut. Pada beberapa akar beberapa tumbuhan air, sel-sel korteks tersusun teratur. Banyak dijumpai ruang-ruang udara, dan parenkim ini disebut aerenkim. Sel-sel korteks sering mengandung tepung, kadang-kadang kristal. Dibawah epidermis sering terdapat selapis/dua lapis sel berdinding tebal disebut hipodermis atau eksodermis. Endodermis Lapisan terdalam dari korteks akar terdiferensiasi menjadi endoderinis. Endodermis terdiri dan selapis sel. Pada sel endodermis yang muda dijumpai adanya penebalan dinding suberin yang berbentuk pita, mengelilingi dinding sel, disebut pita Caspary. Gambar 8.1 Irisan melintang akar muda Pada akar yang tidak mengalami pertumbuhan menebal sekunder, lamela suberin biasanya terbentuk diseluruh dinding bagian dalam sel endodermis. Penebalan selulosa sering terjadi. Penebalan lignin terjadi pada dinding tangensial dan radial bagian dalam. Penbebalan dinding biasanya dimulai dari bagian sel yang berdekatan dengan floem. Penebalan dinding endodermis ini mula-mula sebagai titik disebut titik Caspary, kemudian menjadi bentuk pita akhimya berbentuk seperti huruf U. Stele (silinder berkas pengangkut) Universitas Gadjah Mada 2
Bagian ini dipisahkan dari koteks oleh endodermis. Lapisan terluar yang berbatasan dengan korteks adalah perisikel. Perisikel berfungsi untuk menghasilkan primordia akar lateral, dan sebagian dan kambium pembuluh (yang menghasilkan floem dan xilem sekunder). Sel-sel perisikel seperti halnya meristem apikal, bersifat diploid. Pensikel kadang-kadang terdiri lebih dari satu lapis sel, berdinding tebal. Sistem pembuluh akar terdiri atas unsur trakeal yang berlignin, dan diselingi oleh floem yang berdinding tipis tersusun radial, di bagian tengah terdapat empulur yang terdiri atas sel-sel parenkimatis atau sklerenkimatis, seperti pada akar kebanyakan tumbuhan monokotil. Akar mungkin mempunyai jari-jari xilem satu sampai banyak. Berdasarkan jari-jari ini maka akar dinamakan bersifat: 1. monoarkh apabila mempunyai 1 jari-jari xilem; 2. diarkh, apabila mempunyai dua jari-jari xilem; 3. triarkh apabila mempunyai 3 kani-jani xilem. Apabila akar mempunyai lebih dari enam jari-jari xilem maka disebut poliarkh. Xilem pada akar dapat terdapat dibagian luar atau mengumpul di bagian tengah, membentuk bangunan seperti bintang pada irisan melintang. Kalau xilem terdapat di bagian luar maka bagian tengah terdapat empulur. Gambar 8.2 Tipe-tipe perkembangan ujung akar 8.3 Struktur akar monokotil Akar tumbuhan monokotil tidak mengalami pertumbuhan menebal sekunder. Strukturnya seperti akar primer. Pada Allium, korteks tersusun oleh sel-sel parenkim yang besar dan rapat tanpa ruang udara. Pada akar tumbuhan air, seperti pada (Oryza sativa) banyak ruang-ruang udara. Parenkim tidak kerkloroplas. Pada akar udara suku Orchidaceae tropik dan suku Araceae yang hidup epifit, dan beberapa monokotil yang terestrial, apidermis berkembang menjadi jaringan yang multiseriat berlapis-lapis, dan disebut velamen. Velamen bersifat mati, dinding sekunder tebal, berfungsi sebagai Universitas Gadjah Mada 3
pelindung, mengurangi hilangnya air dan korteks. Penebalan dinding velamen kadangkadang berserabut. Disebelah dalam velamen terdapat lapisan sel yang khusus, merupakan derivat periblem, dan lapisan ini merupakan lapisan terluar korteks, disebut eksodermis. Pada Zea mays, lapisan hipodermis berdinding tebal, berfungsi sebagai penguat. Xilem terletak disebelah luar dan dibagian tengah terdapat empulur. 8.4 Struktur akar dikotil pada pertumbuhan sekunder Pada pertumbuhan primer struktur akar dikotil mempunyai persamaan dengan akar monokotil. Tumbuhan dikotil yang berbentuk perdu tidak mengalami pertumbuhan menebal sekunder. Pertumbuhan sekunder pada akar disebabkan oleh aktifitas kambium pembuluh (vaskuler). Kambium pembuluh berasal dari sel-sel parenkim yang berada disebelah dalam berkas floem. Begitu kambium terbentuk, sel-sel perisikel juga mengalami pembelahan. Kedua kelompok sel ini kemudian membentuk kambium yang lengkap. Kambium membelah menghasilkan xilem sekunder membungkus xilem primer. Pada saat yang bersamaan floem sekunder juga terbentuk. Setelah itu terbentuk kambium gabus di bagian korteks dan perisikel. Jaringan gabus terus tumbuh ke arah luar, sehingga jaringan lama akan terkelupas. Perisikel juga berperan dalam pembentukan jaringan gabus setelah kambium abus primer selesai membentang. Gambar 8.3 Perkembangan akar sekunder 8.5 Struktur peralihan akar ke batang Bagian akar yang berbatasan dengan batang disebut leher akar. Struktur anatomi leher akar rumit untuk setiap jems tumbuhan berbeda-beda. Epidermis, korteks, endodermis, pensikel dan jaringan pengangkut akar sekunder merupakan jaringan yang berhubungan langsung dengan jaringan yang sama pada batang. Namun jaringan pengangkut primer akar mengalami perubahan di leher akar. Perubahannya adalah pada xilem mengalami perputaran, pergeseran berkasnya, baik secara perlahan-lahan maupun secara mendadak. Leher akar mempunyai diameter yang lebih besar dari pada akar atau batang akibat adanya pembelahan, perputaran dan penggabungan xilem dan floem. Ada tiga tipe perubahan struktur dan akar ke batang. Universitas Gadjah Mada 4
1. Tipe I. Berkas xilem berputar dan bergabung tanpa perputaran 2. Tipe 2. berkas xilem berputar, berkas floem terbelah dan bergeser untuk bergabung lagi di sisi lain. 3. Berkas xilem terbelah, kemudian berputar dan belahan itu bergabung dengan belahan dan berkas lain, membentuk berkas baru, berkas floem tidak mengalami perubahan. Gambar 8.4 Tiga macam tipe perubahan struktur berkas pengangkut dan akar ke batang. 8.6 Percabangan akar Pada Angiospermae, primordia cabang akar terbentuk dari sel-sel perisikel (perikambium). Sel-sel tersebut mengadakan pembelahan periklinal dan antiklinal. Selain perisikel, sel-sel parenkim pada stele yang berdekatan dengan perisikel juga membelah, sehingga hasil pertumbuhannya dapat menembus korteks akar induk. Pada beberapa tumbuhan, endodermis akar induk ikut pula mengambil bagian dalam pembentukan cabang akar. Bila primordia cabang akar telah mencapai permukaan akar induk, jaringan yang berasal dari endodermis akan mati dan terkelupas. Pada beberapa jenis tumbuhan yang termasuk anggota suku Papiliuonaceae, Cucurbitaceae dan lain sebagainya, lapisan sel-sel korteks juga turut berperan dalam pembentukan cabang akar. Universitas Gadjah Mada 5
Berkas pengangkut akar cabang dan akar induk dihubungkan oleh sel-sel parenkim penghubung. Sel-sel penghubung berasal dari perisikel, dan mampu berdiferensiasi menjadi xilem dan floem. Gambar 8.5 Diagram pembentukan cabang akar Universitas Gadjah Mada 6