JURNAL SAINS DAN SENI POMITS Vol. 2, No.1, (2013) 2337-3520 (2301-928X Print)
1
Perbandingan Anatomi Akar Dan Daun Pada Anggrek Epifit Dan Terestrial; Studi Kasus Beberapa Spesies Anggota Genus Liparis Dan Malaxis (Orchidaceae) Byan Arasyi Arraniry1, Tutik Nurhidayati1 dan Destario Metusala2 1 Jurusan Biologi, Fakultas MIPA, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS) 2 Kebun Raya Purwodadi, Pasuruan Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111 Indonesia e-mail:
[email protected] Abstrak— Tribe Malaxideae dikenal sebagai salah satu dari sedikit kelompok anggrek yang memiliki spesies terestrial dan epifit dan berkerabat dekat.. Anatomi dari genus Malaxis dan Liparis belum banyak dipelajari. Penelitian mengenai anatomi akar dan daun pada kedua genus yang berkerabat dekat ini perlu dilakukan. Pengamatan anatomi akar dan daun dilakukan dengan membuat sediaan mikroskopis menggunakan metode sayatan langsung Hasil menunjukkan bahwa terdapat beberapa perbedaan karakter anatomi pada daun dan akar antara anggrek epifit yang diwakili oleh genus Liparis dengan anggrek terestrial yang diwakili genus Malaxis Kata Kunci— Anatomi, akar, daun, anggrek, Malaxis, Liparis, terestrial, epifit.
I. PENDAHULUAN
A
NGGREK (Orchidaeae) merupakan famili terbesar
yang menempati 7 - 10 % tumbuhan berbunga dan memiliki kurang lebih 20.000 - 35.000 spesies yang terdiri atas 750 - 850 genus [1]. Berdasarkan bentuk hidupnya, anggrek dibedakan menjadi empat kelompok yaitu anggrek terestrial, anggrek epifit, anggrek litofit, dan anggrek saprofit. Kebanyakan anggrek ditemukan hidup sebagai tumbuhan terestrial dan beberapa spesies hidup menempel di batang pohon atau epifit [1]. Tribe Malaxideae dikenal juga sebagai salah satu dari sedikit kelompok anggrek yang memiliki spesies terestrial dan epifit dalam jumlah besar [2]. Dua genus dari tribe Malaxideae dalam famili Orchidaceae yang paling dikenal dalam budidaya dan memliki persebaran luas hingga lintas benua adalah genus Malaxis Sol.ex Sw dan Liparis L.C.Rich. [3]. Walaupun genus Malaxis dan Liparis memiliki kedekatan hubungan kekerabatan, namun secara umum kedua genus tersebut memiliki bentuk hidup yang sangat berbeda [4]. Pada perkembangan ilmu botani, khususnya histologi dan taksonomi, penelitian tentang karakter anatomi masih sangat jarang dilakukan. Terutama penelitian yang menggunakan objek dari famili Orchidaceae. Karakter morfologi, anatomi,
dan studi palynologi sangat penting untuk mengetahui karakterisasi dan klasifikasi tanaman dengan benar [5]. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui perbedaan dan perbandingan struktur anatomi akar dan daun pada dua genus anggrek yang berkerabat dekat, yaitu genus Liparis (yang mewakili bentuk hidup epifit) dan genus Malaxis (yang mewakili bentuk hidup terestrial). II. METODOLOGI A. Waktu dan Tempat Penelitian Penelitian dilakukan pada bulan Maret hingga Juli 2014 di Laboratorium Botani Jurusan Biologi, Fakultas Matematika dan Ilmu pengetahuan Alam, Institut Teknologi Sepuluh Nopember. B. Persiapan Pengambilan Sampel Sampel yang diambil terdiri dari bagian organ akar dan daun anggrek. Sampel-sampel tersebut kemudian difiksasi dalam larutan alkohol 70 % dan larutan FAA (formaldehid : asam asetat glasial : alkohol 70 % = 5 : 5 : 90) selama 7 hari. C. Metode Sayatan langsung Sampel Pembuatan sediaan preparat segar akar dan daun dilakukan dengan cara memotong secara langsung organ tanaman menggunakan mikrotom tangan. Sayatan kemudian direndam dalam alkohol 70 % selama 30 menit. Pewarnaan sayatan menggunakan metode Sass. Sayatan yang telah direndam alkohol 70 % diwarnai menggunakan safranin 1 % kemudian di dehidrasi bertinggkat menggunakan alkohol 30 % - 96 %. Sayatan yang telah didehirasi kemudian direndam dalam larutan fast green selama 1 menit dan dibilas menggunakan alcohol 96 %. D. Pengamatan Sayatan Melintang Daun Karakter yang diamati pada sayatan melintang daun adalah karakter dan ukuran pada setiap jaringan. Pengamatan secara langsung dilakukan untuk mengetahui karakter sel penyusun jaringan dan ada tidaknya jaringan epidermis, hipodermis, mesofil dan ikatan pembuluh angkut.
JURNAL SAINS DAN SENI POMITS Vol. 2, No.1, (2013) 2337-3520 (2301-928X Print) E.
Pengamatan Sayatan Melintang Akar Karakter yang diamati pada sayatan melintang akar adalah karakter dan ukuran pada setiap jaringan. Pengamatan secara langsung dilakukan untuk mengetahui karakter jaringan velamen, jaringan eksodermis dan endodermis, jaringan korteks dan karakter pembuluh angkut pada akar. III. HASIL DAN PEMBAHASAN
2
penelitian terdahulu diketahui bahwa lapisan epidermis yang lebih tebal juga merupakan bentuk adaptasi terhadap keterbatasan air [11]. Epidermis yang tebal yang diikuti dengan penebalan lapisan kutikula diketahui sangat bermanfaat dalam menahan kehilangan air pada kondisi kelembaban yang terbatas [12][13]. Oleh karenanya, ketahanan hidup suatu tumbuhan sangat bergantung terhadap sisa dari hilangnya air melalui transpirasi air di permukaan daun yang bervariasi tingkat derajat ketebalannya.
Penelitian tentang komparasi anatomi anggrek epifit dan terestrial mencakup dua organ tanaman yang sangat rentan terjadi perubahan secara morfologi maupun anatomi, yaitu pada organ akar dan daun. Apabila dibandingkan dengan penelitian [6], maka penelitian ini menunjukan hasil yang berbeda. Perbedaan hasil yang utama yaitu bahwa dari penelitan [6] menjelaskan terdapat tiga lapisan atau lebih jaringan epidermis pada akar anggrek epifit, sedangkan pada penelitian ini, lapisan epidermis pada akar epifit ditemukan tidak lebih dari dua lapisan. Selain itu, hasil penelitian ini dapat melengkapi hasil penelitian sebelumnya [6], dimana ditemukan adanya modifikasi epidermis jaringan akar menjadi rambut akar. Hal tersebut menjadi temuan penting, karena pada hasil penelitian sebelumnya [6] tidak menyebutkan karakter modifikasi rambut akar sebagai karakter menonjol pada anggrek terestrial. Hasil yang sejalan dengan penelitian [6], yaitu ditunjukkan pada pengamatan sayatan melintang akar dengan pola penebalan dinding sel jaringan hipodermis berbentuk ‘O’ pada anggrek terestrial dan pola berbentuk ‘U’ pada akar anggrek epifit. 3.1 Bentuk adaptasi dan evolusi pada anggrek terestrial dan epifit Pada evolusi tumbuhan, daun berkembang sebagai organ yang lebih sensitif dan plastis terhadap perubahan lingkungan dibandingkan organ lainnya [7]. Karakter anatomi pada daun adalah faktor kunci dalam hal merefleksikan pola adaptasi tumbuhan terhadap lingkungannya [8]. Struktur anatomi daun merupakan dasar dari fungsi-fungsi pada daun. Sebagai konsekuensinya, setiap perubahan pada struktur anatomi organ daun akan berdampak besar terhadap pertumbuhan dan metabolisme tumbuhan tersebut [9][10]. Pengamatan pada ketebalan jaringan epidermis adaksial dan abaksial pada daun, diketahui bahwa genus Malaxis memiliki ketebalan epidermis yang relatif lebih tebal dibandingkan dengan genus Liparis, dengan ketebalan diatas 20 µm bahkan hingga 42 µm. Ketebalan jaringan epidermis pada daun Malaxis diduga sebagai bentuk respon adaptasi untuk mengurangi laju transpirasi berlebih melalui organ daun. Genus Malaxis tidak memiliki organ penyimpan cadangan air (pseudobulb), oleh karena itu konservasi air pada jaringan vegetatifnya dilakukan melalui efisiensi air dalam jaringan. Respon efisiensi tersebut dilakukan dengan membentuk penebalan lapisan jaringan epidermis berkutikula, sehingga dapat memperkecil laju transpirasi berlebih melalui bidang permukaan daun. Dari berbagai
Gambar 1 : Sayatan Melintang Daun Malaxis dan Liparis Keterangan : 1) Malaxis sp. 1, 2) Malaxis sp. 2, 3) Malaxis sp. 3, 4) L. gibbosa, 5) L. sp. Gn Slamet, 6) L. condybulbon, 7) L. rhombea, 8) L crenulata. E1: Epidermis Atas; E2: Epidermis Bawah; H1: Hipodermis Atas; H2: Hipodermis Bawah; PA: Pembuluh Angkut. Perbedaan menonjol lainnya antara genus Liparis dan Malaxis diperlihatkan pada karakter stomata di daunnya. Komponen struktur anatomi pada bagian permukaan daun seperti halnya stomata juga diketahui memiliki peran sangat penting dalam adaptasi kekeringan. Sebagai contoh yaitu penelitian [14] yang menunjukkan bahwa distribusi stomata
JURNAL SAINS DAN SENI POMITS Vol. 2, No.1, (2013) 2337-3520 (2301-928X Print) yang hanya ada di helaian daun bawah dengan kerapatan stomata yang rendah merupakan karakter adaptasi khas xeromorfik (tipe tumbuhan khas kawasan kering-gurun). Selanjutnya pengamatan pada organ akar, didapatkan bahwa karakter epidermis dapat menjadi indikator paling menonjol yang membedakan pada genus Liparis (epifit) dengan genus Malaxis (terestrial). Pada genus Malaxis, terdapat modifikasi lapisan epidermis menjadi bentuk rambut akar. Modifikasi rambut akar tersebut diduga merupakan bentuk adaptasi terhadap habitat terestrial dan berfungsi untuk meningkatkan efektifitas penyerapan air dan unsur hara dari celah – celah partikel tanah. Sedangkan pada genus Liparis yang hidup secara epifit, tidak ditemukan modifikasi epidermis dalam bentuk rambut akar. Hal tersebut karena pada habitat hidupnya, genus Liparis hanya mampu mengakses ketersediaan air dari hujan dan kelembaban udara sehingga jaringan epidermis pada akar Liparis hanya berupa 1 – 2 lapis jaringan epidermis sederhana yang fungsinya lebih pada perlindungan (proteksi).
3
Endodermis; H: Hipodermis; PK: Parenkim Korteks; RA: Rambut Akar. IV. KESIMPULAN/RINGKASAN Kesimpulan dari penelitian ini terdapat beberapa perbedaan karakter anatomi pada daun dan akar antara anggrek epifit yang diwakili oleh genus Liparis dengan anggrek terestrial yang diwakili genus Malaxis. Karakteristik yang terlihat menonjol sebagai ciri kelompok anggrek epifit yaitu lapisan jaringan epidermis adaksial daun yang lebih tipis, adanya jaringan hipodermis pada daun dan jaringan hipodermis pada akar dengan penebalan dinding sel berbentuk ‘U’, sebaran stomata pada kedua helaian daun, dan lapisan epidermis akar yang tidak termodifikasi membentuk rambut akar. Karakteristik yang terlihat menonjol sebagai ciri kelompok anggrek terestrial yaitu lapisan jaringan epidermis adaksial yang lebih tebal, tidak adanya jaringan hipodermis pada daun dan ditemukan adanya jaringan hipodermis pada akar dengan penebalan dinding sel berbentuk ‘O’, sebaran stomata pada helaian daun bagian bawah saja, dan lapisan epidermis akar yang termodifikasi membentuk rambut akar. UCAPAN TERIMA KASIH Penulis B.A.A mengucapkan terima kasih. Kepada dosen pembimbing Ibu Tutik Nurhidayarti, S.Si., M.Si., dan Bapak Destario Metusala S.P., M.Sc. selaku dosen pembimbing serta kepada dosen penguji ibu Dini Ermavitalini, S.Si., M.Si., dan ibu Dr Enny Zulaika MP. Terimakasih juga diucakpakan kepada keluarga, teman-teman dan semua pihak yang telah banyak membantu dalam penyelesaian naskah tugas akhir ini. DAFTAR PUSTAKA [1]
Gambar 2 : Sayatan Melintang Akar Malaxis dan Liparis Keterangan : 1) Malaxis sp. 1, 2) Malaxis sp. 2, 3) Malaxis sp. 3, 4) L. gibbosa, 5) L. sp. Gn Slamet, 6) L. condybulbon, 7) L. rhombea, 8) L crenulata. E: Epidermis; EN:
Dressler, R.L. Phylogeny and Classification of The Orchid Family. Australia: Press Syndicate of The University of Cambridge. (1993). [2] Atwood, J. T. “The Size of The Orchidaceae and The Systematic Distribution of Epiphytic Orchids”. Selbyana 9: 171–186. (1986). [3] Szlachetko D.L. & Margonska H.B. “Redefinition of The Genera Malaxis SOL. EX SW. and Microstylis (Nutt.) Eaton (Orchidaceae, Epidendroideae)”. Acta Societatis Botanicorum Poloniae 75(2006) 229231. [4] Cameron, K. M. “Leave It to The Leaves: A Molecular Phylogenetic Study of Malaxideae”. American Journal of Botany 92(2005) 1025-1032. [5] Ray F.E, Susan E.E. Esau’s Plant Anatomy: Meristems, Cell, and Tissue of Plant Body: Their Structur, Function and Development, 3 rd Edition. John Willey. 2006. New York. [6] Moreira, A.S.F.P. & R.M.D.S. Isaias. “Comparative Anatomy of The Absorption Roots of Terrestrial and Epiphytic Orchids”. Brazilian Archives of Biology and Technology 51(1):83-93. [7] Hameed, M., S. Batool, N. Naz, T. Nawaz & M. Asraf. “Leaf Structural Modifications For Drought Tolerance in Some Differentially Adapted Ecotypes of Blue Panic (Panicum Antidotale Retz.)”. Acta Physiology of Plant 34. 2012. 1479-1491 [8] Dunbar-Co, S., M.J. Sporck & L. Sack. “Leaf Trait Diversification and Design in Seven Rare Taxa of The Hawaiian Plantago Radiation”. International Journal of Plant Sciences 170. 2009. 61-75. [9] Vendramini, F., S. Diaz, D.E. Gurvich, P.J. Wilson, K. Thompson & J.G. Hodgson..” Leaf Traits As Indicators of Resource-Use Strategy in Floras With Succulent Species”. New Phytologist 154. 2002. 147–157. [10] Pandey, S.K., H. Singh & J.S. Singh. “Species and Site Effects On Leaf Traits of Woody Vegetation in A Dry Tropicalv Environment”. Current Science 96. 2009. 1109–1114.
JURNAL SAINS DAN SENI POMITS Vol. 2, No.1, (2013) 2337-3520 (2301-928X Print) [11] Ali, I., S.Q. Abbas, M. Hameed, N. Naz, S. Zafar & S. Kanwal. “Leaf Anatomical Adaptations in Some Exotic Species of Eucalyptus L’Her. (Myrtaceae)”. Pakistan Journal of Botany 41(6). 2009. 2717-2727. [12] Rashid, P., F. Yasmin & J.L. Karmoker. “Effect of Salinity On Ion Transport and Anatomical Structure in Wheat (Triticum Aestivum L. Cv. Kanchan)”. Bangladesh Journal of Botany 30(1). 2001. 65-69. [13] Bahaji, A., I. Mateu, A. Sanz & M.J. Cornejo. “Common and Distinctive Responses of Rice Seedling to Saline and Osmotically Generated Stress”. Plant Growth Regulation 38. 2002. 83-94. [14] Cao, K.F. “Leaf Anatomy and Chlorophyll Content of 12 Woody Species in Contrasting Light Conditions in A Bornean Heath Forest”. Canadian Journal of Botany 78. 2000. 1245-1253.
4
