Pteridophyta / Paku

Ciri Tubuh

Tumbuhan paku atau Pteridophyta tergolong tumbuhan Cormophyta karena sudah memiliki akar, batang, dan daun sejati. Juga tergolong tumbuhan Tracheophyta karena sudah memiliki pembuluh pengangkut. Tumbuhan paku disebut juga kormofita berspora karena berkaitan dengan adanya akar, batang, dan daun sejati, serta bereproduksi aseksual dengan spora.

Tumbuhan paku memiliki ukuran yang bervariasi dari yang tingginya sekitar 2 cm, pada tumbuhan paku yang hidup mengapung di air, sampai yang tingginya sekitar 5 cm pada tumbuhan paku yang hidup di darat. Tumbuhan paku purba yang telah menjadi fosil diperkirakan ada yang mencapai tinggi 15 cm.

Bentuk tumbuhan paku bervariasi, ada yang berbentuk lembaran, perdu atau pohon, dan seperti tanduk rusa.

Tumbuhan paku mengalami pergiliran generasi, yaitu generasi sporofit dan generasi gametofit. Generasi sporofit adalah tumbuhan yang menghasilkan spora. Sedangkan generasi gametofit adalah tumbuhan yang menghasilkan gamet (sel kelamin). Pada tumbuhan paku, sporofit berukuran lebih besar dan generasi hidupnya lebih lama dibanding generasi gametofit. Oleh karena itu, generasi sporofit tumbuhan paku disebut sebagai generasi yang dominan. Generasi sporofit inilah yang umumnya kita lihat sehari-hari sebagai tumbuhan paku.

Sebagian besar tumbuhan paku sporofit memiliki akar, batang dan daun sejati.

Akar tumbuhan paku adalah akar serabut berupa rizoid yang terdapat pada rizom atau pangkal batang, ujung akar dilindungi kaliptra. Sel-sel akar dan batang paku membentuk epidermis, korteks, dan silinder pusat (terdapat xilem dan fleom). Pada akar paku, xilem terdapat di tengah dikelilingi floem membentuk berkas pembuluh angkut yang konsentris.

Batang tumbuhan paku ada yang tumbuh di dalam tanah (disebut rizom) dan ada yang tumbuh di atas permukaan tanah.

Batang yang tumbuh di dalam tanah berupa rimpang, mungkin menjalar atau sedikit tegak, sangat pendek, namun ada juga yang dapat mencapai 5 meter seperti pada paku pohon atau paku tiang.

Batang yang tumbuh di atas permukaan tanah ada yang bercabang menggarpu dan ada yang lurus tidak bercabang. Batangnya sangat pendek sekitar 0,5 m.

Tipe berkas pembuluh angkut batang sama dengan akar, yaitu tipe konsentris.

Daun ketika masih muda selalu melingkar dan menggulung.

Beradasarkan bentuk, ukuran dan susunannya daun tumbuhan paku dibedakan menjadi :

1.      Mikrofil

Daun ini berbentuk kecil-kecil seperti rambut atau sisik, tidak bertangkai dan tidak bertulang daun, belum memperlihatkan diferensiasi sel, dan tidak dapat dibedakan antara epidermis, daging daun dan tulang daun.

2.      Makrofil

Merupakan daun yang bentuknya besar, bertangaki dan bertulang daun, serta bercabang-cabang. Sel-sel penyusunnya telah memperlihatkan diferensiasi, yaitu dapat dibedakan antara jaringan tiang, jaringan bunga karang, tulang daun, serta stomata (mulut daun).

Berdasarkan fungsinya daun tumbuhan paku dibedakan menjadi :

1.      Tropofil, merupakan daun yang khusus untuk asimilasi atau fotosintesis.

2.      Sporofil, berfungsi untuk menghasilkan spora. Tetapi daun ini juga dapat melakukan fotosintesis, sehingga disebut pula sebagai troposporofil.

Spora tumbuhan paku dibentuk dalam kotak spora (sporangium). Kumpulan sporangium disebut sorus. Sorus muda sering dilindungi oleh selaput yang disebut indusium.

Berdasarkan macam spora yang dihasilkan tumbuhan paku dibedakan menjadi tiga yaitu,

1.      Paku homospora/isospora, menghasilkan satu jenis spora. Contohnya : Lycopodium (paku kawat).

2.      Paku heterospora, menghasilkan dua jenis spora yang berlainan yaitu megaspora (ukuran besar) dan mikrospora (ukuran kecil). Contohnya : Marsilea (semanggi) dan Selaginella (paku rane).

3.      Paku peralihan, merupakan peralihan antara homospora dan heterospora menghasilkan spora yang bentuk dan ukurannya sama tetapi berbeda jenis kelamin. Contohnya : Equisetum debile (paku ekor kuda).

Cara Hidup dan Habitat

Tumbuhan paku merupakan tumbuhan fotoautotrof.

Umumnya tumbuhan paku adalah tumbuhan terestrial (tumbuhan darat). Namun, tumbuhan paku ada juga yang hidup mengapung di air, misalnya Azolla pinata dan Marsilea crenata.

Pada umumnya, tumbuhan paku banyak hidup pada tempat lembap sehingga disebut sebagai tanaman higrofit. Tumbuhan paku tersebar di seluruh bagian dunia, kecuali daerah bersalju abadi dan daerah kering (gurun). sebagian besar tumbuh di daerah tropika basah yang lembap. Tumbuhan ini cenderung menyukai kondisi air yang melimpah karena salah satu tahap hidupnya tergantung dari keberadaan air, yaitu sebagai tempat media bergerak sel sperma menuju sel telur.

Reproduksi

Tumbuhan paku berkembang biak secara aseksual dan seksual. Reproduksi tumbuhan paku menunjukan adanya pergiliran keturunan antara generasi gametofit dan generasi sporofit (metagenesis). Pada tumbuhan paku, generasi sporofit adalah generasi yang dominan dalam daur hidupnya.

Reproduksi aseksual dengan spora haploid (n) yang dihasilkan oleh pembelahan sel induk spora yang terjadi di dalam sporangium. Sporangium terdapat pada sporofit / sporogonium / tumbuhan paku yang terletak di daun atau batang. Sel haploid yang dihasilkan diterbangkan oleh angin dan jika sampai di tempat yang sesuai akan tumbuh menjadi protalus / protalium / gametofit haploid (n). Jadi, tumbuhan paku merupakan tumbuhan dalam fase sporofit (penghasil spora).

Reproduksi seksual terjadi melalui peleburan antara spermatozoid haploid (n) yang dihasilkan anteridium dengan ovum haploid (n) yang dihasilkan arkegonium. Anteridium dan arkegonium terdapat pada protalus atau protalium. Spermatozoid bergerak dengan perantara air menuju ovum pada arkegonium. Spermatozoid kemudian membuahi ovum. Pembuahan ovum oleh spermatozoid di arkegonium menghasilkan zigot yang haploid (2n). Zigot membelah dan tumbuh menjadi embrio (2n). Embrio tumbuh menjadi sporofit haploid (n) / tumbuhan paku. Jadi, protalium yang berbentuk talus merupakan fase gametofit (penghasil gamet).

Klasifikasi

Pteridophyta (Tumbuhan paku) diklasifikasikan berdasarkan ciri tubuhnya menjadi empat subdivisi, yaitu:

1.      Psilopsida / Psilophytinae (Paku Purba)

Paku purba kebanyakan telah punah. Sporofit paku purba ada yang tidak memiliki akar sejati dan ada yang tidak memiliki daun sejati (paku terbuka). Pengganti akar berupa rizoma diselubungi rambut-rambut yang disebut rizoid. Paku purba yang memiliki daun umumnya berukuran kecil (mikrofil) dan berbentuk sisik.

Paku purba mempunyai batang di bawah tanah (rizoma / rimpang) dan batang di atas tanah (tegakan / shoot). Paku purba tidak memiliki pembuluh pengangkut. Batang paku purba mengandung klorofil sehingga dapat melakukan fotosintesis. Fotosintesis berlangsung pada batang tegak. Batang paku purba bercabang dikotomi dengan tinggi mencapai 30 cm hingga 1 m. Cabang batang mengandung mikrofil dan kumpulan sporangium yang terdapat di sepanjang cabang batang.

Sporofit menghasilkan satu jenis spora (homospora). Tiap butir homospora (isospora) yang jatuh berkembang menjadi dua gametofit kecil. Gametofitnya tidak memiliki klorofil dan mengandung anteridium (gametangium jantan) dan arkegonium (gametangium betina). Gametofit paku purba bersimbiosis dengan jamur untuk memperoleh nutrisi.

Paku purba hidup di daerah tropis dan subtropis. Contohnya, Rhynia, Psilotum nudum, dan Psilotuim complanatum.

2.      Lycopsida / Lycopodiinae (Paku Kawat)

Lycopsida atau Lycopodiinae disebut juga lumut gada atau pinus tanah atau paku kawat atau paku rambat, karena sangat pendek (dekat permukaan tanah)

Paku kawat memiliki akar, batang dan daun sejati. Daunnya kecil-kecil, tersusun rapat, dan tidak bertangkai. Paku kawat berpembuluh (punya xylem dan phloem) dalam akar dan batang, serta jaringan pembuluh ini mencapai hingga ke tulang daun yang tunggal, tanpa cabang.

Sporangium terdapat pada sporofil yang tersusun membentuk strobilus pada ujung batang. Strobilus berbentuk kerucut seperti konus pada pinus. Oleh karena itu paku kawat disebut juga pinus tanah.

Pada paku rane (Selaginella) sporangium terdiri dari dua jenis, yaitu mikrosporangium dan makrosporangium / megasporangium. Mikrosporangium terdapat pada mikrosporofil (daun yang mengandung mikrosporangium). Mikrosporangium (jamak: mikrosporangia) menghasilkan mikrospora yang akan tumbuh menjadi gametofit jantan. Megasporangium terdapat pada megasporofil (daun yang mengandung megasporangium). Megasporangium (jamak: megasporangia) menghasilkan megaspora yang akan tumbuh menjadi gametofit betina. Fertlisasi terjadi di dalam jaringan “basah” dari sporofit induk (tumbuhan itu sendiri).

Lycopodium sp sporanya dalam sporofit daun khusus untuk reproduksi dan dapat bertahan dalam tanah selama 9 tahun, dapat menghasilkan spora tunggal yang berkembang menjadi gametofit biseksual (memiliki baik organ jantan dan betina), jenis homospora.

Gametofit paku kawat berukuran kecil dan tidak berklorofil. Gametofit memperoleh makanan dari jamur yang bersimbiosis dengannya. Gametofit paku kawat ada yang uniseksual, yaitu mengandung anteridium saja atau arkegonium saja. Namun ada juga yang biseksual, yaitu mengandung anteridium dan arkegonium. Gametofit uniseksual terdapat pada Selaginella. Gametofit biseksual terdapat pada Lycopodium.

Paku kawat banyak tumbuh di hutan-hutan daerah tropis dan subtropis. Paku kawat menempel di pohon (epifit) atau hidup bebas di tanah. Contohnya, Lycopodium cernuum (paku kawat) dan Selaginella (paku rane).

3.      Sphenopsida / Equisetinae (Paku Ekor Kuda)

Sphenopsida atau Equisetinae disebut juga paku ekor kuda (scuring rushes) karena bentuk batangnya seperti ekor kuda.. Sphenopsida mempunyai akar, batang, dan daun sejati.

Mempunyai batang di atas tanah (tegakan / shoot) dan batang di bawah tanah (rimpang / rhizome). batangnya keras karena dinding selnya mengandung silika. Batangnya berwarna hijau yang mengandung klorofil untuk fotosintesis. Umumnya memiliki batang bercabang dan beruas-ruas. Pada setiap ruasnya dikelilingi daun kecil seperti sisik, selaput halus, tunggal dan tersusun melingkar.

Sporangiumnya terdapat pada stobilus. Sporangium menghasilkan satu jenis spora (homospora), sehingga digolongkan pada tumbuhan paku peralihan. Spora haploid dihasilkan di dalam sporangium secara meiosis. Gametofit yang berkembang dari spora berukuran sangat kecil, hanya beberapa milimeter, tetapi dapat melakukan fotosintesis dan hidup secara bebas. Gametofitnya mengandung anteridium dan arkegonium sehingga merupakan gametofit biseksual.

Sphenopsida kebanyakan hidup pada habitat yang lembap di daerah subtropis. Contohnya Equisetum debile (paku ekor kuda).

4.      Pteropsida / Filicinae (Paku Sejati)

Pteropsida memiliki akar, batang dan daun sejati. Batangnya dapat berupa batang di dalam tanah (rhizome) yang berakar dan batang di atas tanah (tegakan / shoot). Memiliki daun yang lebih besar dibandingkan dengan subdivisi lainnya dan dibedakan menjadi dua macam yaitu megafil dan mikrofil. Megafil yaitu daun yang mempunyai sistem percabangan pembuluh dan mikrofil yaitu daun yang tumbuh dari batang yang mengandung untaian tunggal jaringan pengangkut. Daunnya yang masih muda menggulung (circinnatus) pada ujungnya dan sporangium terdapat pada sporofil.

Pteropsida bersifat homospora / isospora (hanya menghasilkan satu macam spora), terletak pada sorrus di bawah daun. Spora yang jatuh berkembang menjadi prothalus yang mengandung organ kelamin jantan atau betina, sehingga dalam fertilisasinya perlu air (lingkungan yang basah), agar sperma bersilia dapat berenang menuju sel telur, karena itu tumbuhan paku banyak hidup di habitat basah. Sedangkan penyebaran spora ke tempat-tempat baru dengan bantuan angin.

Tempat tumbuh paku sejati sebagian besar di darat pada daerah tropis dan subtropis. Contohnya adalah Adiantum cuneatum (suplir), Marsilea crenata (semanggi), Asplenium nidus (paku sarang burung), Platycerium bifurcatum (paku tanduk rusa), Azolla pinnata (paku sawah), dan Dicksonia antarctica.

Platycerium bifurcatum

Peranan

Tumbuhan paku yang bermanfaat bagi manusia, antara lain:

1.      Sebagai tanaman hias, misalnya: Platycerium bifurcatum (aku tanduk rusa), Asplenium nidus (paku sarang burung), Adiantum cuneatum (suplir), Selaginella wildenowii (paku rane)

2.      Sebagai salah satu bahan dalam pembuatan karangan bunga, misalnya: Lycopodium cernuum.

3.      Penghasil obat-obatan, misalnya: Aspidium sp, Dryopteris filix-mas, Lycopodium clavatum, dan Selaginella plana (pake rane) obat penyembuh luka.

4.      Sebagai sayuran, misalnya: Marsilea crenata (semanggi), Salvinia natans (paku sampan = kiambang), dan Pteridium aqualium.

5.      Sebagai bahan pupuk hijau , misalnya: Azolla pinnata (paku sawah, bersimbiosis dengan Anabaena azollae / gangang biru)

6.      Sebagai pelindung tanaman di persemaian, misalnya: Gleichenia linearis.

[Sumber: Biologi SMA dan MA untuk Kelas X, Esis; cuenk.blogspot.com; id.wikipedia.org; kambing.ui.ac.id; materi-pelajaran.blogspot.com; www.crayonpedia.org]