LAPORAN PRAKTIKUM ANATOMI FISIOLOGI TUMBUHAN “ STOMATA “

LAPORAN PRAKTIKUM ANATOMI FISIOLOGI TUMBUHAN

“  STOMATA “

OLEH

                   RISFI PRATIWI SUTRISNO (F16111004)

PRODI PENDIDIKAN BIOLOGI

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

UNIVERSITAS TANJUNGPURA

PONTIANAK

2013

ABSTRAK

Stomata adalah lubang pada epidermis, masing-masing dibatasi oleh dua sel penjaga. Fungsi utamanya adalah untuk memungkinkan gas seperti karbon dioksida, uap air dan oksigen bergerak cepat masuk dan keluar dari daun. Bentuk dan tipe stomata tiap tumbuhan berbeda. Tipe stomata pada tumbuhan dikotil terdiri dari Anomocytic, Anisocytic, Cyclocytic, Diacytic, Paracytic, Parallelocytic. Pada tumbuhan monokotil memiliki tipe stomata Gramineae, dan tipe mononjol. Selain tipe-tipe tersebut terdapat tipe-tipe stomata yang lain seperti tipe paneropor dan kriptopor, Heleborus, Mnium dan Amaryllidaceae. Adapun tujuan praktikum ini adalah untuk mengamati tipe-tipe stomata pada tumbuhan dikotil dan monokotil serta mengamati struktur epidermis daun dikotil dan monokotil.

Kata kunci : Stomata, Dikotil, Monokotil, Anomocytic, Anisocytic,  Cyclocytic, Diacytic, Paracytic, Parallelocytic, Gramineae, Paneropor, Kriptopor, Heleborus, Mnium dan Amaryllidaceae.

PENDAHULUAN

Pada jaringan epidermis merupakan jaringan terluar dan setiap organ tumbuan, jaringan ini tersusun dari sel-sel yang merupakan modifikasi dari sel-sel parenkim. Pada umumnya terdiri dari selapis sel saja kecuali pada beberapa genus misalnya Ficus. Epidermis berfungsi melindungi bagian dalam organ tumbuhan, seingga disebut jaringan pelindung. Diantara epidermis daun terdapat alat-alat tambahan yang disebut derivat epidermis, misalnya sel kipas atau buliform, rambut daun ( trikoma ), dan mulut daun ( stomata ). Stoma merupakan celah pada epidermis organ tumbuhan yang berwarna hijau, terutama terdapat pada helaian daun permukaan sebelah bawah, yang dibatasi oleh dua sel penutup yang biasanya bentuk berlainan dengan sel epidermis disekitarnya, misalnya berbentuk ginjal atau halter. Stoma berbentuk ginjal umumnya terdapat pada tumbuhan dikotil, sedangkan bentuk halter terdapat pada tumbuhan monokotil. Stoma selain di daun terdapat pada bunga tetap tidak fungsional. Adanya stoma pada daun memungkinkan terjadinya pertukaran gas. Hal ini berguna untuk CO₂ respirasi dan transpirasi. Tiap stoma terdiri atas porus ( celah ) , sel penutup dan sel tetangga pada stoma terdapat kloroplas yang berfungsi dalam proses fotosintesis, sedangkan sel tetangga yaitu sel-sel yang mengelilingi stoma biasanya dari dua sampai lima sel epidermis. Bentuk dan tipe stomata tiap tumbuhan berbeda. Tipe stomata pada tumbuhan dikotil terdiri dari Anomocytic, Anisocytic, Cyclocytic, Diacytic, Paracytic, Parallelocytic. Pada tumbuhan monokotil memiliki tipe stomata Gramineae, dan tipe mononjol. Selain tipe-tipe tersebut terdapat tipe-tipe stomata yang lain seperti tipe paneropor dan kriptopor,Heleborus,Mnium,dan Amaryllidaceae. Berdasarkan hal tersebut, tujuan percobaan ini yaitu mengamati tipe-tipe stomata pada tumbuhan dikotil dan monokotil serta mengamati struktur epidermis daun dikotil dan monokotil.

Stomata regulate the exchange of gases between leaves and the atmosphere, and thus control the water use efficiency of photosynthesis, i.e., the balance between water loss and CO2 uptake. The development of stomata (about 400 million years ago) is therefore considered a key event in the evolution of advanced land plants (Hetherington & Woodward, 2003). Stomatal diffusion resistance, and hence conductance, is directly related to the size and spacing of stomata on the leaf surface (Jones, 1992), and so guard cell length and stomatal density can both be considered important ecophysiological parameters (Beerling, Chaloner, Huntley, Pearson, & Tooley, 1993). There is a general negative correlation between guard cell length and stomatal density (Carpenter & Smith, 1975). Across functional groups, and even including fossil plants, this relationship is almost exactly compensatory: Although stomatal densities ranging from 5 to 1,000 mm−2 are observed, the concurrent changes in mean guard cell length result in a nearly constant (on the mean) stomatal conductance (Hetherington & Woodward, 2003). Guard cell length and stomatal density are both sensitive to growth environment, and there is considerable genotypic variation and phenotypic plasticity for these two traits. In a common-garden experiment, stomatal density and guard cell length varied among provenances of Azadirachta indica, and stomatal density correlated with leaf-level net photosynthesis and whole-plant dry weight (Kundu & Tigerstedt, 1998). Other comparative studies have indicated that xeric species typically have higher stomatal densities than mesic species (Carpenter & Smith, 1975), and sun leaves typically have higher stomatal densities than shade leaves (Hanson, 1917; Lichtenthaler, 1985).

(N. Holland, 2009 ).

This type of response from the stomata is believed to prevent cavitation- induced decreases in plant conductivity which, if left unchecked, could trigger ‘runaway cavitation’ in the xylem, depriving leaves of water supply and potentially causing leaf death (Sperry & Pockman 1993). Our current state of knowledge is based on quantitative comparisons between declining stomatal and xylem conductivities in response to decreasing water potential in leaves and xylem. These comparisons have been made using ‘vulnerability curves’, which indicate the percentage decrease in xylem conductivity (or increase in acoustic emissions) due to embolism as decreasing water potentials are imposed (Tyree & Sperry 1989). Detailed examinations of xylem vulnerability in the stems, petioles and leaves of a small selection of domestic temperate trees have revealed qualitative associations between the water potential found to induce xylem cavitation in stems (Nardini & Salleo 2000; Cochard et al . 2002) or leaves (Salleo et al . 2001). (T. J. Brodribb, 2003 ).

Air di dalam jaringan tanaman selain berfungsi sebagai penyusun utama jaringan yang aktif mengadakan kegiatan fisiologis, juga berperan penting dalam memelihara turgiditas yang diperlukan untuk pembesaran dan pertumbuhan sel (Kramer, 1963). Peranan yang penting ini menimbulkan konsekuensi bahwa secara langsung atau tidak langsung defisit air tanaman akan mempengaruhi semua proses metabolisme dalam tanaman yang mengakibatkan terganggunya proses pertumbuhan (Pugnaire dan Pardos, 1999). Menurut Kramer (1963) kekurangan air di dalam jaringan tanaman dapat disebabkan oleh kehilangan air yang berlebihan pada saat transpirasi melalui stomata dan sel lain seperti kutikula atau disebabkan oleh keduanya. Namun lebih dari 90% transpirasi terjadi melalui stomata di daun. Selain berperan sebagai alat untuk penguapan, stomata juga berperan sebagai alat untuk pertukaran CO2 dalam proses fisiologi yang berhubungan dengan produksi. Stomata terdiri atas sel penjaga dan sel penutup yang dikelilingi oleh beberapa sel tetangga (Fahn, l982). Mekanisme menutup dan membuka-nya stomata tergantung dari tekanan turgor sel tanaman, atau karena perubahan konsentrasi karbondioksida, berkurangnya cahaya dan hormon asam absisat (Lakitan, 1996). Stomata berperan penting sebagai alat untuk adaptasi tanaman terhadap cekaman kekeringan. Pada kondisi cekaman kekeringan maka stomata akan menutup sebagai upaya untuk menahan laju transpirasi. Senyawa yang banyak berperan dalam membuka dan menutupnya stomata adalah asam absisat (ABA). ABA merupakan senyawa yang berperan sebagai sinyal adanya cekaman kekeringan sehingga stomata segera menutup (Pugnaire dan Pardos, 1999). Beberapa tanaman beradaptasi terhadap cekaman kekeringan dengan cara mengurangi ukuran stomata dan jumlah stomata (Price dan Courtois, 1991). Mekanisme membuka dan menutup stomata pada tanaman yang toleran terhadap cekaman kekeringan sangat efektif sehingga jaringan tanaman dapat menghindari

kehilangan air melalui penguapan (Price dan Courtois, 1991; Pugnaire dan Pardos,1999). Mekanisme toleransi pada tanaman sebagai respon adanya cekaman kekeringan meliputi (i) kemampuan tanaman tetap tumbuh pada kondisi kekurangan air yaitu dengan menurunkan luas daun dan memperpendek siklus tumbuh, (ii) kemampuan akar untuk menyerap air di lapisan tanah paling dalam, (iii) kemampuan untuk melindungi meristem akar dari kekeringan dengan meningkatkan akumulasi senyawa tertentu seperti glisin, betain, gula alkohol atau prolin untuk osmotic adjustment dan (iv) mengoptimalkan peranan stomata untuk mencegah hilangnya air melalui daun (Nguyen et al., 1997). Dengan adanya osmotic adjustment tersebut memungkinkan pertumbuhan tetap berlangsung dan stomata tetap membuka. ( Lestari, 2005 ).

Hasil penelitian pada ketiga lokasi penelitian menunjukkan, bahwa daun yang diamati secara membujur dijumpai ada stomata pada kedua sisi permukaan daunnya, dikelompokkan tipe potato. Jumlah stomata yang lebih banyak pada permukaan bawah merupakan suatu mekanisme adaptasi pohon terhadap lingkungan darat (Campbell et al. 2003), Sehingga mengurangi transpirasi (Larcher,1995; Taiz dan Zeiger, 2002). Tipe parasitik terdapat pada daun angsana, mahoni, filicium, dan glodokan tiang. Sedangkan pada daun tanjung tipe anisositik. Selanjutnya pada daun palem ekor tupai tipe stomatanya didampingi oleh dua sel tetangga yang tersusun sejajar, sedangkan tipe stomata bambu hias Jepang sel penutupnya berbentuk halter. Kedua jenis pohon tersebut stomata daunnya tersusun pada deret longitudinal/sejajar (Nugroho,dkk., 2006; Pandey dan Chandha, 1996). ( Tambaru, 2013 ).

Sehelai daun mampu menguapkan air setiap hari melebihi bobotnya sendiri. Daun dipertahankan supaya tidak layu dengan adanya aliran transpirasi dalam pembuluh xylem yang mengalir dengan kecepatan 75 cm per menit. Kebutuhan tumbuhan yang sangat besar akan air merupakan bagian dari kerugian membuat makanan melalui fotosintesis. Sel- sel penjaga, dengan cara mengontrol ukuran stomata, akan membantu menyeimbangkan kebutuhan tumbuhan untuk menghemat air terhadap kebutuhan fotosintesis. Stomata ini berfungsi sebagai jalan masuknya CO2 dari  udara pada proses  fotosintesis, sebagai jalan penguapan (transpirasi), dan sebagai jalan pernapasan (respirasi). Stomata sangat penting bagi tumbuhan karena pori stomata merupakan tempat terjadinya pertukaran gas dan air antara atmosfer dengan system ruang antar sel yang berada pada jaringan mesofil di bawah epidermis. Stomata pada sebagian besar tumbuhan lebih terkonsentrasi pada permukaan bagian bawah daun, yang mengurangi transpirasi karena permukaan bagian bawah menerima lebih sedikit cahaya matahari dibandingkan dengan permukaan atas. ( Campbell, 2003 ).

Hal ini sangat menyebabkan stomata sangat berperan dalam proses transpirasi dan fotosintesis. (Moore, 1988).

Stomata terdiri atas sel penjaga dan sel penutup yang dikelilingi oleh beberapa sel tetangga. ( Fahn, l982 ).

Dalam proses transpirasi air menguap dari dinding sel-sel parenkim palisade dan parenkim spongy keluar interseluler. Kedua jenis sel-sel parenkim ini secara kolektif disebut sebagai sel-sel mesofil. Rongga udara yang relatif luas yang berada dibawah posisi stoma didalam daun disebut sebagai rongga substomata. Stomata umumnya terdapat pada permukaan bawah daun. Tetapi ada beberapa spesies tumbuhan dimana stomata dapat dijumpai pada kedua permukaan daunnya (atas dan bawah). Ada pula tumbuhan yang hanya mempunyai stomata pada permukaan atas daunnya, misalnya pada bunga lili air. Untuk tumbuhan dalam air tidak memiliki stomata sama sekali. ( Lakitan, 2007 ).

Sel yang mengelilingi stomata atau biasa disebut dengan sel tetangga berperan dalam perubahan osmotik yang menyebabkan gerakan sel penutup. Sel penutup letaknya dapat sama tinggi, lebih tinggi atau lebih rendah dari sel epidermis lainnya. Bila sama tinggi dengan permukaan epidermis lainnya disebut faneropor, sedangkan jika menonjol atau tenggelam di bawah permukaan disebut kriptopor. Setiap sel penutup mengandung inti yang jelas dan kloroplas yang secara berkala menghasilkan pati. Dinding sel penutup dan sel penjaga sebagian berlapis lignin. ( Arifin, 2010 ).

Berdasarkan hubungan ontogenetik antara sel penjaga dan sel tetangga, stomata dapat dibagi menjadi tiga tipe, yaitu stomata mesogen, yaitu sel tetangga dan sel penjaga asalnya sama, stomata perigen, yaitu sel tetangga berkembang dari sel protoderm yang berdekatan dengan sel induk stomata, dan stomata mesoperigen, yaitu sel-sel yang mengelilingi stomata asalnya berbeda, yang satu atau beberapa sel tetangga dan sel penjaga asalnya sama, sedangkan yang lainnya tidak demikian. Pada tumbuhan dikotil, berdasarkan susunan sel epidermis yang ada di samping sel penutup dibedakan menjadi empat tipe stomata, yaitu Anomositik, sel penutup dikelilingi oleh sejumlah sel yang tidak beda ukuran dan bentuknya dari sel epidermis lainnya. Umum pada Ranuculaceae, Cucurbitaceae, Mavaceae,  Anisositik, sel penutup diiringi 3 buah sel tetangga yang tidak sama besar. Misalnya pada Cruciferae, Nicotiana, Solanum, Parasitik, setiap sel penutup diiringi sebuah sel tetangga/lebih dengan sumbu panjang sel tetangga itu sejajar sumbu sel penutup serta celah. Pada Rubiaceae, Magnoliaceae, Convolvulaceae, Mimosaceae, dan  Diasitik, setiap stoma dikelilingi oleh 2 sel tetangga yang tegak lurus terhadap sumbu panjang sel penutup dan celah. Pada Caryophylaceae, Acanthaceae. ( Dwijoseputro, 1984 ).

METODOLOGI

Praktikum mengenai stomata, dilaksanakan pada tanggal 02 mei 2013 di laboratorium pendidikan biologi, fakultas keguruan dan ilmu pendidikan, universitas tanjungpura pontianak, pukul 07.30-selesai WIB.

Adapun alat dan bahan yang digunakan saat praktikum ini, yaitu alat yang digunakan berupa mikroskop, silet, pipet tetes, beaker glass, gelas objek, dan kaca penutup. Sedangkan bahan yang digunakan berupa preparat segar daun Ficus benjamina, daun Graminae sp, daun Nymphaea sp, daun Atrhocarpus integra dan air.

Metode pada praktikum ini yaitu preparat segar daun Ficus benjamina, daun Graminae sp, daun Nymphaea sp, dan daun Atrhocarpus integra. Masing-masing disiapkan untuk disayat setipis mungkin bagian bawah epidermis dengan silet dan diletakkan pada gelas objek dan ditetesi dengan air secukupnya serta ditutupi dengan kaca penutup. Kemudian diamati dengan mikroskop dengan perbesaran yang lemah ke perbesaran yang besar. Kemudian diamati stomata dan sel epdermisnya lalu digambar serta diberi keterangan, tulislah tipe stomata dari masing-masing tumbuhan daun tersebut.

DATA DAN PEMBAHASAN

Data Pengamatan :

1.    Daun Ficus benjamina

Perbesaran 10×10

2.    Daun Arthocarpus integra

Perbesaran 10×10

3.    Daun Nymphaea sp.

Perbesaran 10×10

4.    Daun Gramineae sp.

Perbesaran 10×10

Pembahasan

Dalam praktikum mengenai stomata, yang bertujuan mengamati tipe-tipe stomata pada tumbuhan dikotil dan monokotil, serta mengamati struktur epidermis daun dikotil dan monokotil. Pengamatan dilakukan dengan menggunakan mikroskop. Preparat yang segar berupa Daun Ficus benjamina, Daun Arthocarpus integra, Daun Nymphaea sp. dan Daun Graminaea sp.

Stomata daun adalah sarana utama pertukaran gas pada tumbuhan vaskuler. Stomata memiliki pori-pori kecil, biasanya disisi bawah daun, yang dibuka atau ditutup di bawah kendali sepasang sel berbentuk pisang yang disebut sel penjaga. Fungsi utama stomata adalah untuk memungkinkan gas seperti karbon dioksida, uap air, dan oksigen bergerak cepat masuk dan keluar dari daun, yang terjadi baik pada bagian permukaan atas daun maupun bawah daun.

Masing-masing stomata diapit oleh sepasang sel penjaga, yang membentuk seperti ginjal pada tumbuhan dikotil dan berbentuk seperti halter pada tumbuhan monokotil. Sel-sel penjaga dikelilingi oleh sel tetangga epidermal disekitar ruangan udara, sampai kejaringan ruangan udara pada daun. Sel penjaga mengontrol diameter stomata dengan cara mengubah bentuk.

Bila dilihat hasil pengamatan, pada daun Ficus benjamina memiliki tipe stomata yang berupa tipe siklositik dimana sel penutupnya berbentuk ginjal dan dikelilingi oleh empat buah sel tetangga atau lebih yang tersususn secara teratur membentuk lingkaran kecil yang mengelilingi stomata, sedangkan berdasarkan letak sel penutupnya terhadap permukaan epidemis tanaman Ficus sp ini memiliki tipe kriptopor yaitu tipe stomata yang letaknya tengelam terdapat dalam permukaan daun.

Pada daun Arthocarpus integra memiliki tipe stomatanya berupa tipe diasitik dan memiliki sel penutup berbentuk ginjal dan dikelilingi oleh dua buah sel tetangga dengan dinding pemisah yang tegak lurus, sedangkan menurut letak sel penutupnya terhadap permukaan epidermis maka Arthocarpus integra ini memiliki tipe stomata kriptopor yaitu tipe stomata yang letaknya tenggelam terdapat dalam permukaan daun,terdapat pada tumbuhan yang berdaun tebal.

Pada daun Nymphaea sp. memilki tipe stomata menonjol dimana sel penutupnya lebih tinggi dari pada sel epidermisnya, terdapat pada tumbuhan air yang daunnya terapung.

Sedangkan pada daun Gramineae sp. tipe stomatanya adalah tipe Gramineae dengan ciri-ciri sel penutup berbentuk halter, bagian ujung-ujungnya membesar, dinding sel pada ujung-ujung yang membesar relative tipis daripada dinding sel bagian bawahnya dan arah membuka sel penutupnya sejajar dengan permukaan epidermis.

Menurut ( Lestari, 2005 ) bahwa tipe stomata yang berbeda ini dipengaruhi oleh kondisi lingkungan, habitat tanaman tersebut dan anatomi tanaman itu sendiri. Tanaman dengan kondisi kekurangan air memiliki stomata dengan kerapatan rendah serta memiliki sel buliform berukuran besar dengan kerapatan relative besar, sedangkan pada kondisi kelebihan air memiliki stomata dengan kerapatan tinggi.

KESIMPULAN

Jaringan epidermis merupakan jaringan terluar pada setiap organ tumbuhan,yang menutupi seluruh tubuh tumbuhan mulai dari akar, batang, dan daun. Fungsi jaringan epidermis adalah sebagai pelindung jaringan di dalamnya serta sebagai tempat pertukaran zat. Jaringan epidermis daun terdapat di permukaan atas dan permukaan bawah daun. Jaringan epidermis daun tidak mempunyai kloroplas kecuali pada bagian sel penutup stomata . Stomata adalah lubang-lubang kecil berbentuk lonjong yang dikelilingi oleh dua sel epidermis khusus yang disebut sel penutup (Guard Cell), dimana sel penutup tersebut adalah sel-sel epidermis yang telah mengalami kejadian perubahan bentuk dan fungsi yang dapat mengatur besarnya lubang- lubang yang adadiantaranya. Stomata ini berfungsi sebagai jalan masuknya CO2 dari  udara pada proses  fotosintesis, sebagai jalan penguapan (transpirasi), dan sebagai jalan pernapasan (respirasi). Stomata terdiri atas sel penjaga dan sel penutup yang dikelilingi oleh beberapa sel tetangga Sel yang mengelilingi stomata atau biasa disebut dengan sel tetangga berperan dalam perubahan osmotik yang menyebabkan gerakan sel penutup. Stomata pada daun memiliki dua tipe yakni tipe ginjal dan tipe halter. Tipe ginjal yaitu stomata tampak terbelah 2 seperti ginjal manusia, Tipe halter yaitu pada bagian ujung sel penutup membesar, dinding sel pada ujung-ujung juga membesar, relatif tipis dari pada dinding sel bagian bawah dan sel penutup membuka ke arahsejajar dengan permukaan epidermis. Pada daun Ficus benjamina memiliki tipe stomata yang berupa tipe siklositik,  daun Arthocarpus integra memiliki tipe stomatanya berupa tipe diasitik, daun Nymphaea sp. memilki tipe stomata menonjol, dan daun Gramineae sp. tipe stomatanya adalah tipe Gramineae dengan ciri-ciri sel penutup berbentuk halter.

DAFTAR PUSTAKA

Arifin. 2010. Jaringan Epidermis Dan Derivatnya. (online). (http://arifinbits.wordpress.com/2010/04/01/jaringan-epidermis-dan-derivatnya/). di akses tanggal 03 mei 2013.

Campbell. 2003. Biologi Jilid 2. Jakarta : Erlangga.

Dwijoseputro. 1984.  Pengantar Fisiologi Tumbuhan. Jakarta:  PT. Gramedia.

Fahn. 1982. Plant Anatomy. Fourth Edition. Oxford : Pergamon Press.

Lakitan. 1996. Dasar-Dasar Fisiologi Tumbuhan. Jakarta : Raja Grafindo Persada.

Lestari. 2005. Hubungan antara Kerapatan Stomata dengan Ketahanan Kekeringan pada Somaklon Padi Gajahmungkur, Towuti, dan IR 64. Volume 7. Nomor 1 Januari 2006. Halaman: 44-48. Balai Besar Penelitian dan Pengembangan Bioteknologi dan Sumberdaya Genetik Pertanian (Balitbiogen), Bogor 16111.

Moore. 1988. Botany. McGraw-Hill companies inc.USA.

N. Holland. 2009. Stomatal Length Correlates with Elevation of Growth in Four Temperate Species. Journal of Sustainable Forestry, 28:63–73, 2009 Copyright © Taylor & Francis Group, LLC ISSN: 1054-9811 print/1540-756X online. DOI: 10.1080/10549810802626142.

Tambaru. 2013. KARAKTER MORFOLOGI DAN TIPE STOMATA DAUN BEBERAPA JENIS POHON PENGHIJAUAN HUTAN KOTA DI KOTA MAKASSAR. Program Pascasarjana Universitas Hasanuddin Makassar. Email: eli.tambaru@gmail.com.

T. J. Brodribb. 2003. Relations between stomatal closure, leaf turgor and xylem vulnerability in eight tropical dry forest trees. Department of Organismic and Evolutionary Biology, Harvard University, Cambridge, MA 02138 USA, Department of Ecology and Evolutionary Biology, Yale University, New Haven, CT, USA and Estacíon Experimental Fabio Baudrit, Universidad de Costa Rica, Apdo. 183-4050, Alajuela, Costa Rica.