PENGENALAN

Tumbuhan dipercayai telah muncul antara 400-470 juta tahun dahulu semasa tempoh Silurian Era Paleozoic dalam masa geologi. Analisis molekul DNA dan RNA menunjukkan tumbuh-tumbuhan muncul dari kumpulan alga hijau yang dikenali sebagai charophytes. Keupayaan ciri-cirinya yang membolehkan untuk hidup di tanah merupakan peringkat utama dalam evolusinya. Apabila peringkat ini telah dicapai, tumbuhan akan merebak menguasai persekitaran daratan. Tumbuhan menduduki hampir setiap habitat daratan dari kawasan/habitat artik tundra kepada hutan tropika. Ia telah berkembang menjadi beberapa ratus ribu spesies dengan anggarannya lebih kurang 400,000 spesies, pelbagai saiz dan memperlihatkan pelbagai cara hidup.

Ciri utama tumbuhan ialah ia merupakan organisma eukariot (memiliki nukleus sel), aototrof (menghasilkan makanan sendiri), multiselular (terdiri dari banyak sel) dan memiliki dinding sel. Dalam sistem 5 alam, tumbuhan (Plantae) dibahagi kepada beberapa kumpulan. Kumpulannya termasuk kumpulan lumut, paku-pakis dan tumbuhan berbiji.

Secara umum, alam tumbuhan terbahagi kepada dua kumpulan utama iaitu :1. Tumbuhan peringkat rendah (kriptogam) yang terdiri dari paku-pakis (pteridofit), lumut (briofit) dan alga.2. Tumbuhan peringkat tinggi (fanerogam) yang juga dikenali sebagai tumbuhan berbiji atau spermatofit terdiri daripada tumbuhan berbunga (angiosperma) dan tumbuhan tidak berbunga (gimnosperma).

TUMBUHAN TIDAK BERBIJI

Tumbuhan tidak berbiji termasuklah semua tumbuhan tidak berpembuluh yang biasanya mempunyai spora dan tumbuhan berpembuluh jenis tidak berbiji. Alam tumbuhan dibahagi kepada dua bahagian berdasarkan pembahagian mengikut adanya jaringan pengangkut/pembuluh, iaitu tumbuhan tanpa vaskular dan tumbuhan vaskular. Tumbuhan tidak berpembuluh termasuk filum Bryophyta, Hepatophyta, Anthocerophyta sementara tumbuhan berpembuluh tanpa biji termasuk filum Lycophyta, Sphenophyta, Pterophyta dan Psilophyta.

Tumbuhan Tanpa Vaskular

Tumbuhan tanpa vaskular hanya mempunyai satu jenis tumbuhan iaitu kumpulan lumut (Bryophytes). Ciri utamanya ialah :1. Tidak memiliki jaringan pengangkut2. Tidak memiliki akar, batang dan daun sejati (talus)3. Mengalami pengiliran keturunan (gametofit-sporofit)4. Reproduksi seksual dan aseksual (spora)5. Habitat di tempat yang lembap6. Berukuran kecil dan berkoloni

Tumbuhan Bervaskular

Tumbuhan bervaskular dibahagi kepada dua kumpulan iaitu tumbuhan berpembuluh tidak berbiji dan tumbuhan berpembuluh berbiji. Tumbuhan berpembuluh tidak berbiji digolongkan kepada tumbuhan paku-pakis (Pteridophytes). Ciri utamanya :1. Memiliki jaringan pengangkutan2. Akar, batang dan daun sejati dapat dibezakan3. Alat reproduksi aseksual berupa spora4. Spora dihasilkan oleh sporofil (daun yang fertile/subur)5. Mengalami metagenesis

TUMBUHAN PAKU-PAKIS

Pteridophytes berasal dari perkataan Greek iaitu pteris bermaksud paku-pakis dan phytes bermaksud tumbuhan. Terdapat empat filum utama Pteridophytes iaitu Lycophytha, Pterophyta, Psilophyta dan Sphenophyta. Rajah 1 contoh paku-pakis yang agak unik di Malaysia.

Rajah 1: Pyrrosia piloselloides, duit-duit (Dragon’s Scale) di Malaysiahttp://commons.wikimedia.org/wiki/File:Pyrrosia_piloselloides_duit-duit.jpg

Pengelasan kepada takson yang lebih rendah adalah berdasarkan kepada generasinya yang dominan iaitu generasi sporofit dan pembiakan seksnya. Kitaran dalam rajah di bawah menunjukkan kitaran hidup paku-pakis secara umum. Rajah 2 menunjukkan kitaran hidup paku-pakis secara umum.

Rajah 2: Kitar hidup petridophyta secara umumhttp://faculty.clintoncc.suny.edu/faculty/michael.gregory/files/bio

Filum Pterophyta (Ferus)

Pterophyta merupakan tumbuhan paku yang banyak dijumpai di sekitar kita, umunya disebut pakis. Tumbuhan paku ini berdaun besar, daun muda menggulung, sporangium terdapat pada sporofil. Contoh: Alsophilla glauca (paku tiang), banyak ditemukan di daerah pergunungan berhawa dingin, batangnya hitam digunakan untuk menanam anggerik. Adiantum cuneatum (suplir) dan Asplenium nidus (paku sarang burung), ditanam sebagai tanaman hiasan. Marsilea crenata (semanggi), hidup di tanah berair, digunakan untuk sayur. Ciri utamanya ialah :1. Akar, batang dan daun dapat dibezakan2. Spora dihasilkan pada sporofil terutama di bawah daunnya3. Daun muda tumbuh menggulung

Ferns sering digunakan sebagai ilustrasi klasik mengenai corak pembiakannya yang dipanggil “Pertukaran Generasi”. Dalam corak ini, tumbuhan muncul dalam dua bentuk, sporofit dan gametofit dan membiak melalui dua kaedah iaitu satu saksual dan satu lagi aseksual. Satu pakis bermula sebagai spora yang dihasilkan oleh tumbuhan dewasa. Spora kelihatan di bawah daun pakis matang. Kebanyakan pakis adalah homosporous, yang bermaksud bahawa mereka menghasilkan hanya satu jenis spora. Spora dilepaskan melalui angin dan mencari tanah untuk bercambah dan memulakan peringkat kedua kitaran hayat.

Apabila ia telah bercambah dalam tanah, spora berkembang menjadi gametophyte. Ini adalah tumbuhan juvana dan sering berbentuk jantung. Gametophytes adalah kecil. Mereka mampu untuk berfotosintesis, menukarkan tenaga dari matahari menggunakan klorofil yang terkandung dalam sel-sel mereka. Gametophte mempunyai kedua-dua oegan seksual, menghasilkan kedua-dua telur dan sperma. Organ betina dipanggil archegonium, manakala jantan dipanggil antheridia. Apabila tumbuhan muda telah disintesis dengan tenaga yang

mencukupi, ia akan menghasilkan telur dan sperma. Mempunyai kedua-dua organ bermakna pakis mampu untuk membiak dengan subur.

Seperti dalam semua tumbuhan vaskular, telur statik manakal sperma adalah mudah alih. Seperti sperma mamalia, sperma pakis mempunyai strukutur ekor untuk pergerakan. Sperma akan menggunakan kelembapan pada gametophyte berenang ke telur, yang kekal di archegonium dan memulakan persenyawaan. Setelah disenyawakan, gametophyte menjadi zigot, sel awal akan menjadi individu baru. Ia kini akan mula berubah menjadi pakis dewasa, dengan bentuk daun pakis seperti biasa. Ini berlaku disebabkan oleh pembahagian sel, apabila kromosom dalam sel menyalin menjadi dua. Daun, yang dipanggil sporophytes, menggunakan tenaga daripada fotosintesis untuk berkembang menjadi tumbuhan matang.

Rajah 3: Kitar hidup Filum Pterophyta (Ferns)

Homosporous :Sat jenis spora terhasil dan

terbebas

Hetrosporous :Dua jenis spora terhasil, satu

menjadi gametophyte jantan dan satu lagi menjasi gametophyte

Filum Lycophyta (Club Mosses)

Tumbuhan ini berdaun kecil, tersusun spiral, sporangium terkumpul dalam strobilus dan muncul di bawah/pangkal daun, batang seperti kawat. Contoh: Lycopodium sp. (paku tanduk rusa), ditanam sebagai tanaman hiasan. Lycopodium clavatum, digunakan sebagai bahan ubat-ubatan. Ciri utamanya ialah :1. memiliki daun berukuran kecil2. spora dihasilkan oleh strobilus3. pada Genus tertentu mempunyai mikrospora dan makrospora4. mikrospora akan berkembang menjadi gametofit jantan, sedangkan makrospora akan berkembang menjadi gametofit betina

Kira-kira 1,200 spesies lycophyta telah ditemui dengan tiga famili iaitu Lycopodiaceae, Selaginellaceae dan Isoetaceae. Kitaran hidup tiga famili Lycophyta adalah berbeza. Lycopods adalah homosporous dan spora menimbulkan gametophytes biseksual, yang dalam sesetengah spesies hidup di bawah tanah dan hidup dengan bantaun kulat mikoriza dan yang lain terjadi pada permukaan tanah. Kitaran fasa gametophytic boleh bertahan sehingga beberapa tahun (15 tahun) sebelum gamet dibebaskan dan zygotes dihasilkan. Embrio berkembang perlahan-lahan hingga ke peringkat sporophyte, dan kedua mungkin kekal untuk tempoh yang lama. Rajah 4 menunjukkan contoh kitar hidup Lycopodium.

Rajah 4: Kitar hidup Lycopodium sp

Kumpulan kedua ialah famili Selaginellaceae. Contohnya spesies Selaginella. Ia adalah heterosporous dengan dua jenis gametophytes. Megagametophyte (gametophyte betina) berkembang dalam megaspore dan apabila dinding spora memecah archegonia terdedah. Microgametophyte (gamet lelaki) menghasilkan biflagellate sperma, yang juga dikeluarkan oleh pecahan dinding sporanya. Mereka berenang kepada archegonia berdekatan. Selepas persenyawaan embrio terbentuk dalam archegonium (yang kekal dalam megagametophyte).

Kumpulan ketiga adalah dari famili Isoetaceae. Ia juga adalah heterosporous dengan sporangia ditanggung pada sporophylls seperti bulu ayam yang berkelompok di seluruh bahagiannya. Satu ciri yang tersendiri tumbuh-tumbuhan ini adalah kambium menghasilkan tisu tengah.

Filum Sphenophyta (Horsetails)

Berdaun kecil, tunggal dan tersusun melingkar. Sporangium tersusun dalam strobilus. Contoh Equisetum debile (paku ekor kuda), tumbuh di datran tinggi, batang berongga, berbuku-buku dan tumbuh tegak. Daun kecil (mikrofil), terdapat pada setiap buku, melingkar dan berbentuk sisik. Ciri utamanya ialah

Hidup di daerah sub-tropika Memiliki daun yang kecil Spora dihasilkan oleh strobilus Batang keras dan berongga serta mengandungi silika

Dalam kitaran hidup Equisetum, biasanya sporangia berkelompok dalam kon (strobili) di hujung pucuk vegetatif di beberapa spesies, manakala dalam sporophyte lain adalah tidak bercabang dengan terminal strobili. Sporophytes terdiri daripada bahagian seperti rusuk dan sendi, batang boleh berfotosintesis dan rizom di bawah tanah. Rizom mempunyai akar pada nod mereka. Dari nod ini juga timbul sepusar skala seperti daun (yang tidak fotosintesis) yang membuat mereka kelihatan seperti ekor. Sendi batang berongga dan mempunyai deposit silika dalam sel epidermis rusuk. Ini akan memberikan sokongan kepada batang dan tekstur seperti kertas pasir. Mungkin sebab itulah mereka digunakan untuk menggosok kuali dan periuk. Bahagian dalaman batang mengandungi dua set terusan. Terusan-terusan yang lebih besar mengandungi udara dan saluran dalaman yang lebih kecil mengandungi air.

Rajah 5 : Kitar hidup Equisetum

Sporangiophores seakan-akan mengurung strobili. Setiap spora dibalut dalam empat band menebal dipanggil elaters (tetapi berbeza dalam struktur dari elaters lumut). Sebagai elaters kering, ia seakan berpintal dan memberi keapungan kepada spora. Spora yang bercambah adalah kecil, hijau, thalloid gametophytes, yang dipenuhi dengan rhizoids yang mana permukaannya lembap kaya dengan nutrien. Sperma multiflagellate berenang dalam air mendapatkan archegonium. Zigot membentuk embrio dalam archegonium dan sporophyte muda adalah disuburkan oleh gametophyte sehingga organ-organ berkembang secukupnya untuk mengekalkan sporophyte bebas. Rajah 5 di atas adalah contoh kitar hidup Equisetum.

Filum Psilophyta (Whisk Ferns)

Paku pakis ini banyak tumbuh di kawasan tropika dan subtropika. Satu order sahaja yang masih hidup hinga hari ini iaitu Psilotales. Psilotales hanya mempunyai dua genus iaitu Psilotum dan Tmesipteris. Sporofitnya bercabang dikotomi dan tumbuh daripada rizom. Pembiakannya dengan cara membentuk homospora di dalam sinangium.

Rajah 6 : Kitar hidup Psilophyta

Gametophytes pakis ini adalah kurang daripada 2 milimeter panjang. Mereka tidak mempunyai akar atau daun. Sebaliknya mereka mempunyai rhizoids dan batang untuk menyokong fungsinya. Mereka juga membentuk keadaan simbiotik dengan kulat untuk mendapatkan nutrien. Ahli-ahli genus ini dianggap sebagai tumbuhan yang paling ringkas sistem vaskularnya. Sebagai contoh, Psilotum nudum (Rajah 6) tumbuh di hutan gunung di Malaysia. Mereka mempunyai struktur kecil bulat yang dikenali sebagai synangia yang menghasilkan spora. Struktur ini terletak di celah microphylls. Spora yang bercambah untuk membentuk satu struktur yang dipanggil prothalli. Prothalli mempunyai hubungan simbiotik dengan kulat untuk mendapatkan gula dan mineral kerana prothalli tidak boleh melakukan fotosintesis.

PENUTUP

Kepentingan bryophytes dan pterodophytes selain sebagai sumber makanan adalah banyak. Di antara kepentingan bryophytes adalah seperti berikut :

Bryophytes dari spesies Sphagnum sp. mempunyai pelbagai kegunaan antaranya sebagai sumber minyak apabila telah dikeringkan, mengekalkan kesegaran bahan eksport import, ditambah ke dalam tanah untuk pengekalan kandungan air, menyerap minyak dan bahan antiseptik.

Lumut dijadikan bahan pelindung tanah pokok bonsai. Penanda aras pencemaran biologi contohnya Gymnostomiella vernicosa. Makanan haiwan. Burung dan roden menggunakannya sebagai bahan membuat sarang.

Di antara kepentingan Pteridophythes pula adalah seperti berikut : Bahan minyak pewangi. Sumber baja contohnya Anabaena azollae kaya nitrogen dari udara. Sumber bahan ubat-ubatan contohnya Lycopodium sp. mempunyai antibiotik dan

bahan pembekuan darah. Boleh untuk merawat luka. Daunnya mengandungi alkoloid yang berguna untuk bahan anti serangga. Dryopteris sp. mengandungi bahan resin yang dikatakan boleh mengatasi masalah cacing pipih dalam usus.

Sebagai sumber makanan terutamanya daun yang masih muda.

BIBLIOGRAFI

Sylvia S. Mader. (2004). Biology, Eighth Edition. The McGraw-Hill Companies. New York, NY.

Zulkefli Daud. (2013). Biodiversiti dan Adaptasi. ZZ Global Education, Batu Pahat, Johor.

File:Pyrrosia piloselloides duit-duit, (22 Oktober 2011) diambil dari http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Pyrrosia_piloselloides_duit-duit.jpg

Houghton Mifflin Harcourt, Cliffs Notes (2013) diambil dari http://www.cliffsnotes.com/sciences/biology/plant-biology/seedless-vascular-plants/phylum-pterophyta-ferns

Seedless Plants diambil dari http://faculty.clintoncc.suny.edu/faculty/michael.gregory/files/bio

The Hiker’s Notebook, (24 May 2013) diambil dari http://www.sierrapotomac.org/W_Needham/PolypodyFern_070116.htm