Tumbuhan berbiji terbuka atau Gymnospermae termasuk tanaman Spermatophyta, yakni jenis tanaman yang bisa menghasilkan biji. Kebalikan dari tumbuhan Gymnospermae adalah Angiospermae, merupakan tumbuhan yang tidak bisa menghasilkan biji.
Baca juga: Cara Tumbuhan Menyesuaikan Diri dengan Lingkungan Tempat Hidupnya
Dalam dunia tumbuh-tumbuhan, biji merupakan media untuk reproduksi (perkembangbiakan) sehingga bisa melestarikan keturunannya. Tidak hanya itu, biji juga memiliki fungsi untuk menyimpan cadangan makanan.
Nantinya cadangan makanan tersebut bisa menjadi sumber konsumsi bagi organisme lainnya, seperti hewan atau manusia. Tanaman berbungalah yang banyak berkontribusi dalam menghasilkan biji, baik itu biji tertutup maupun tumbuhan dengan biji terbuka.
Kali ini kita singkirkan sejenak tentang kelompok tumbuhan Spermatophyta jenis Angiospermae (tumbuhan berbiji tertutup). Karena kali ini yang akan kita kupas adalah tentang biji terbuka (Gymnospermae).
Pengertian Tumbuhan Berbiji Terbuka, Ciri-ciri, dan Klasifikasinya
Ilmu klasifikasi tumbuhan sangat mempermudah kita dalam mengenali berbagai jenis tumbuhan. Salah satu klasifikasi tersebut adalah tumbuhan berbiji (Spermatophyta) yang masih kita pilah lagi menjadi dua jenis, Angiospermae dan Gymnospermae yang akan menjadi topik utama kita kali ini.
Sebagai salah satu klasifikasi tumbuhan, Gymnospermae tentunya mempunyai karakteristik yang bisa membuatnya beda dengan tumbuhan lain. Lantas, tumbuhan bagaimanakan yang tergolong Gymnospermae?
Mari kita kupas dengan ulasan di bawah ini.
Pengertian Gymnospermae
Tumbuhan berbiji terbuka dalam materi pembelajaran sains lebih terkenal dengan sebutan Gymnospermae. Kata tersebut terdiri dari dua gabungan kata bahasa Yunani, yakni Gymno dan spermae.
Gymno artinya ‘telanjang’ (terbuka), sedangkan sperma mempunyai arti ‘biji’. Dengan demikian Gymnospermae merupakan golongan jenis tumbuhan yang mempunyai biji terbuka.
Terbuka di sini bersebab dari penampang biji tumbuhan ini yang tidak tertutup ovarium (daun buah). Tumbuhan biji terbuka ini tidak mempunyai ovarium yang bisa digunakan sebagai tempat pertumbuhan biji.
Sehingga dalam proses reproduksinya, serbuk sari pada tumbuhan Gymnospermae langsung jatuh di tempat ovum. Biasanya terletak di sekitar mikrofil (daun kecil yang hanya mempunyai satu urat), maka itulah dalam tumbuhan Gymnospermae tidak terjadi penyerbukan.
Berbeda jenis Angiospermae, tumbuhan berbiji terbuka tidak memproduksi bunga ataupun buah. Benih untuk keturunannya hanya ia kembangkan di permukaan sisik atau daun yang kerap tumbuh berbentuk batang dan kerucut.
Tumbuhan jenis ini hidup sebagai tumbuhan vaskular (berpembuluh) pertama yang meninggali daratan yang sudah muncul sejak 245-208 juta tahun silam. Sistem tersebut memungkinkan tumbuhan Gymnospermae melakukan kolonisasi erat dengan tanahnya dengan cara mengangkut air ke seluruh bagian tanaman.
Baca juga: Fungsi Jaringan Meristem pada Pertumbuhan Tanaman
Spesies Gymnospermae umumnya sanggup mentolerir keadaan yang sedang kering maupun lembab. Pertaniannya melimpah di daerah hutan boreal atau hutan yang memiliki iklim sedang.
Karakteristik Gymnospermae
Tumbuhan berbiji terbuka bisa kita kenali dengan memperhatikan berbagai ciri yang nampak di tubuhnya. Pertama adalah letak bijinya yang tidak terlindung dalam buah atau terbuka. Kerap memiliki akar yang tunggang.
Kendati demikian, masih ada beberapa tumbuhan Gymnospermae yang tumbuh dengan akar serabut. Bentuk daunnya layaknya jarum, ada beberapa yang tipis atau melebar.
Kondisi daun umumnya kaku, tebal, dan kecil. Tumbuhan ini tidak mempunyai bunga sejati, hanya saja memiliki sporofil, yakni alat untuk proses reproduksinya.
Pada tumbuhan berbiji terbuka, pembuahan terjadi dengan sistem pembuahan tunggal yang mana akan terjadi peleburan antara sel kelamin betina dengan sel kelamin jantan. Lalu, memproduksi zigot yang kemudian tumbuh menjadi embrio.
Sel telur dan spermanya terbentuk dalam runjang atau strobilus, bisa dengan berumah dua atau satu rumah saja. Mereka memiliki dua fase dalam siklus perkembangbiakannya, yaitu haploid dan diploid.
Haploid artinya hanya terdapat satu kromosom dalam sel jaringannya. Sedangkan diploid merupakan kondisi dengan 2 kromosom dalam sel jaringan.
Bijinya tumbuh telanjang di permukaan struktur seperti daun, yang bisa kita sebut dengan bracts. Sementara, spesies tumbuhan yang tergolong dalam tumbuhan berbiji terbuka terbagi dalam 4 divisi utama.
Ada Coniferophyta, Cycadophyta, Ginkgophyta, dan Gnetophyta. Mari kita urai pembahasannya masing-masing.
Coniferophyta
Tumbuhan Coniferophyta (tumbuhan runjung) banyak mengandung konifer, merupakan divisi yang paling dominan ketimbang divisi lainnya. Selain itu, mereka juga merupakan spesies dengan pohon terbesar, tertinggi dan tertua dalam Gymnospermae.
Konifer di disi mengandung arti “pembawa kerucut” yang menjadi ciri khas dari tumbuhan ini sehingga terlihat berbeda dengan tumbuhan yang lainnya. Hampir keseluruhan, mulai dari batang, cabang, dan daun tumbuhan runjang memiliki bentuk menyerupai kerucut.
Kerucut tersebut berfungsi sebagai penampung reproduksinya, baik untuk jantan maupun yang betina. Kebanyakan dari tumbuhan berbiji terbuka jenis runjung berumah satu, artinya kerucut betina maupun kerucut jantannya berada dalam pohon yang sama.
Konifer tersebut menjadi penyumbang terbanyak akan pembuatan kayu, semisal kertas atau produk lain yang berbahan dasar dari kayu. Hal ini karena kayu Gymnospermae memiliki struktur yang lebih lunak daripada kayu yang berasal dari tumbuhan Angiospermae.
Ciri lain yang menunjukkan tumbuhan dari divisi Coniferophyta adalah bentuk daunnya yang mengerucut hampir mirip jarum. Ada yang tumbuh tunggal, ada juga yang seperti menumpuk di sepanjang batang pohon.
Bentuknya berbeda juga, ada datar layaknya sisik dan tipis, tebal dengan bentuk elips, dan ada pula yang mempunyai daun lebar merata.
Tumbuhan berbiji terbuka jenis runjang menjadi salah satu anggota tumbuhan bioma hutan taiga yang mendominan dengan adaptasi kehidupannya di lingkungan dingin hutan boreal.
Baca juga: Perkembangbiakan Generatif pada Tumbuhan dan Proses Terjadinya
Batangnya tinggi membentuk segitiga menjadi kemungkinan agar salju lebih mudah luruh dan tidak terjadi keretakan di tubuhnya. Sedangkan daunnya memiliki lapisan lilin yang dapat mengatasi kekurangan air di musim kering.
Tumbuhan yang termasuk divisi ini adalah, pinus, cemara, sequoias, dan hemlock. Mereka akan mempertahankan kehijauan daunnya sepanjang musim.
Cycadophyta
Termasuk tumbuhan berbiji terbuka yang termasuk jenis sikas (batang mirip pakis, daun mirip palem, akan tetapi lebih kaku dan tegak dari segi batang). Sikas ini banyak tumbuh di daerah daerah subtropis atau hutan tropis.
Daun tanaman ini juga selalu hijau sepanjang tahun. Memiliki struktur daun menyerupai bulu dengan batang panjang. Sementara daun besarnya tersebar di atas batang kayu yang tebal.
Spesies Cycadophyta ini bisa hidup bertahun-tahun dengan proses pertumbuhan yang tergolong lambat. Seperti pohon palem Raja Sagu, contohnya, membutuhkan waktu sekitar 50 tahun untuk bisa mencapai tinggi 10 kaki.
Berbeda dengan tanaman runjung, pohon sikas hanya menghasilkan serbuk sari (kerucut jantan) atau bakal biji (kerucut betina). Sikas kerucut betina hanya akan memproduksi bakal biji apabila ada jantan di dekatnya.
Untuk penyerbukan tumbuhan berbiji terbuka divisi sikas menggantungkan pada serangga atau hewan lainnya. Hewan dan serangga tersebut nantinya akan membantu sikas dalam penyebaran biji besar dan warna-warninya.
Di bagian akar pohon sikas, terdapat bakteri fotosintetik ‘cyanobacteria’ yang menghasilkan racun dan neurotoksin tertentu. Kemudian, akan terakumulasi dalam benih tanaman yang bisa memberikan perlindungan dari jamur atau bakteri parasit lainnya.
Biji sikas akan berbahaya untuk manusia maupun hewan peliharaan apabila tertelan.
Ginkgophyta
Satu-satunya tumbuhan berbiji terbuka dari divisi ginkgophyta yang masih bertahan adalah tanaman ginkgo biloba. Habitat aslinya hanya bisa kita temui di daerah China.
Ginko dapat hidup hingga ribuan tahun. Di musim gugur, daunnya gugur berbentuk kipas yang menguning. Termasuk dalam tumbuhan yang cukup besar.
Puncak tertinggi dari pohon ginkgo biloba ini mencapai sekitar 160 kaki. Biasanya pohon yang sudah berumur tua akan memiliki spesifikasi batang yang tebal dengan akar yang lebih dalam.
Baca juga: Jenis Tulang Daun pada Tumbuhan dan Fungsi dari Daun
Ginkgo dapat tumbuh dengan subur di tempat yang terpapar sinar matahari dan banyak menerima drainase tanah (air yang tersalurkan sangat banyak). Layaknya sikas, ginkgo menghasilkan kerucut jantan atau betina.
Ia mempunyai sel sperma yang memanfaatkan flagela untuk mencapai sel telur di biji betina. Ginkgo merupakan tumbuhan berbiji terbuka yang tahan lama sekaligus tahan api, tahan hama, dan tahan penyakit.
Ia bisa memproduksi bahan kimia yang mempunyai kandungan obat di dalamnya. Beberapa diantaranya adalah flavonoid dan terpen yang mempunyai sifat anti-inflamasi, antioksidan, serta antimikroba.
Gnetophyta
Divisi terakhir adalah Gnetophyta yang hanya menghuni dengan spesies sedikit. Mereka kemudian terbagi menjadi 3 genus, Ephedra, Gnetum, dan Welwitschia.
Kebanyakan spesies yang berasal dari genus Ephedra berupa semak belukar yang bisa kita jumpai di daerah gurun Amerika atau di pegunungan sejuk India, Puncak Himalaya. Spesies tumbuhan berbiji terbuka ini memiliki daun yang menyerupai sisik dengan batang ramping.
Beberapa spesies Ephedra ada yang mengandung obat untuk bahan pembuatan efedrin dalam obat dekongestan (penyembuh urat darah).
Sementara itu, spesies Gnetum terdiri dari mayoritas tumbuhan merambat dan pohon. Akan tetapi lebih dominan dengan tumbuhan berkayu yang merambat di tanaman lainnya. Struktur jaringan pembuluhnya hampir menyerupai tanaman berbunga.
Genus Gnetum banyak menempati di wilayah hutan hujan tropis dengan bentuk daun yang lebar dan rata, layaknya tanaman berbunga. Kerucut jantan dan betina berada di pohon yang berbeda, bahkan seringkali menjelma rupa bunga, meski sebenarnya bukan.
Tumbuhan dari divisi Gnetophyta yang terakhir adalah genus Welwitschia, hanya mempunyai satu spesies, yaitu, W. mirabilis. Ia hanya bisa mendiami wilayah gurun di Afrika, tepatnya daerah Namibia.
W. mirabilis merupakan tanaman yang tidak biasa. Di mana batangnya yang besar tetap dekat dengan tanah. Dua daunnya yang melengkung besar membelah kemudian menjadi daun yang lainnya ketika proses pertumbuhan.
Bagian akarnya termasuk jenis tunggang yang besar dan dalam. W. mirabilis ini sanggup menahan cuaca panas yang ekstrim dengan suhu puncak 50 derajat celcius, setara dengan 122 derajat fahrenheit.
Untuk W. mirabilis yang jantan kerap mendominasi warna cerah. Antara kerucut jantan dan betina, sama-sama mengandung nektar yang bisa menarik serangga untuk mendekatinya.
Siklus Hidup dan Reproduksi Tumbuhan Berbiji Terbuka
Gymnospermae hidup dengan siklus yang bergantian, yaitu antara siklus seksual dan aseksual. Siklus tersebut lebih dikenal dengan sebutan pergantian generasi.
Produksi gamet terjadi dalam fase seksual (generasi gametofit), sedangkan produksi spora terjadi dalam fase aseksual (generasi sporofit). Fase generasi sporofit lah yang mendominasi siklus tumbuhan Gymnospermae.
Sporofit merupakan bagian paling besar dari tumbuhan ini, termasuk akar, batang, dan kerucut. Sel-selnya mengandung dua kromosom lengkap (diploid) yang bertanggung jawab dalam produksi haploid lewat proses meiosis.
Tumbuhan Gymnospermae menghabiskan sebagian besar siklus hidupnya dengan fase sporofit. Sementara generasi gametofit hanya bergantung pada generasi sporofit untuk bertahan hidup.
Baca juga: Urutan Taksonomi Tumbuhan Lengkap Beserta Penjelasannya
Untuk bisa proses penyerbukan, gamet tumbuhan gymnospermae harus saling bersentuhan antara satu dengan yang lainnya. Hal ini bisa terjadi akibat bantuan serangga dan hewan atau karena faktor angin.
Pembuahan pada tumbuhan ini terjadi apabila serbuk sari menyentuh ovula betina dan tumbuh kecambah. Kemudian sel sperma menghinggapi sel telur yang terletak di dalam biji, lalu membuahinya.
Untuk tumbuhan yang tidak memiliki flagela, seperti divisi konifer atau gnetophyta, mereka harus membentuk tabung polen untuk sampai di sel telur.
Sedangkan untuk sikas dan ginkgo, bisa berenang melewati flagel yang mereka miliki dalam mencapai sel telur guna melakukan pembuahan. Nantinya, akan lahir zigot yang tumbuh di dalam biji gymnospermae dan membentuk sporofit baru.
Tumbuhan berbiji terbuka masih sebagian dari subkingdom Embryophyta yang merupakan penghasil biji tanpa bunga. Selain sebagai penyumbang bahan di sektor industri kayu dan pembuatan kertas, getahnya juga bisa bermanfaat untuk campuran dalam pembuatan minyak. (R10/HR-Online)
