Unit Pelajaran 6 - Alam Tumbuhan Peringkat Rendah Dan Adaptasi 1- Lumut(1)

B i o d i v e r s i t i d a n A d a p t a s i 1

UNIT PELAJARAN 6

ALAM TUMBUHAN TIDAK BERBIJI - BAHAGIAN I

HASIL PEMBELAJARAN

Di akhir unit ini, anda diharapkan dapat:

1. Mengetahui pengelasan tumbuhan peringkat rendah – lumut.

2. Mengetahui adaptasi lumut.

3. Mengetahui kaitan antara lumut terhadap persekitaran.

PENGENALAN

umut adalah tumbuhan kecil yang sering didapati tumbuh di tempat teduh di atas

permukaan batu, kulit pokok atau tanah yang lembab serta berair. Ia selalu

dilupakan oleh manusia. Jika tumbuhan ini tumbuh di dalam bilik air, ia dibuang.

Tetapi sedarkah kita bahawa lumut ini amat penting kepada kita. Selain daripada

mengindahkan lanskap batuan sungai, ia berkebolehan menampung air melebihi kapasiti

beratnya.

Mari kita selidiki Rajah 6.1. Terdapat tiga jenis lumut utama iaitu lumut jati (moss),

lumut hati (liverwort) dan lumut tanduk (hornwort). Dapatkah anda membezakan

mereka? Bagaimanakah lumut tersebut dikelaskan?

Lumut jati Lumut hati Lumut tanduk

Rajah 6.1

Tuliskan perbandingan ciri-ciri yang anda dapat perhatikan menggunakan Rajah 6.1.

Selamat mencuba.

L


ISI KANDUNGAN

Ciri umum lumut

dakah anda pernah terfikir bahawa lumut yang kecil ini mempunyai ciri-ciri unik yang

membolehkannya hidup di kawasan berair? Mengapa tumbuhan ini hidup

berkelompok dalam keadaan sesak? Bagaimana ia menyebar dan membiak?

Secara umum, ciri utama lumut ialah bersaiz kecil, 1 hingga 10 sm tinggi, lembut,

tanpa tisu vaskular, hidup berkelompok dan boleh berfotosintesis. Mari kita pelajari dengan

lebih mendalam tentang ciri lumut ini.

a. Saiz

Ciri yang paling jelas yang boleh diperhatikan pada lumut adalah saiznya yang kecil. Di

kawasan negara utara dan selatan hemisfera, kawasan sejuk atau pergunungan, lumut

boleh mencapai saiz sehingga 10 cm tinggi, manakala di kawasan tropika atau kawasan

yang lebih panas, lumut hanyalah setinggi 1 cm atau kurang.

Saiz yang kecil ini membolehkan lumut sentiasa dalam keadaan basah. Air diperlukan

semasa pembiakan lumut. Banjir yang setinggi 1 ke 2 cm memadai untuk membantu

pembiakan.

b. Morfologi talus

Lumut tidak mempunyai daun, akar dan batang sebenar. Struktur lumut dikenali sebagai

talus. Talus lumut adalah haploid, iaitu mempunyai hanya satu set kromosom (n). Fungsi

setiap bahagian talus:

“Daun” berfungsi dalam fotosintesis dan juga menarik air.

“Akar” atau rizoid mencengkam substrat tanah.

“Batang” atau seta berfungsi untuk menyokong organ pembiakan.

Pertumbuhan lumut amat perlahan. Lumut mempunyai klorofil a dan b, dan juga sperma

yang boleh berenang, sama seperti alga hijau. Bahan simpanan lumut terdiri daripada kanji

dan dinding sel terdiri daripada selulosa, juga sama seperti tumbuhan.

Lumut tidak mempunyai berkas vaskular dan tisu berlignin. Dengan sebab itu, lumut tumbuh

rendah agar boleh menyerap air secara resapan kapilari pada permukaan talus berdaun.

Terdapat juga lumut yang mempunyai gentian tengah (midrib) yang bertindak seperti xilem

dan floem.

Lumut memperolehi air dan nutrien daripada air hujan, habuk atau bahan yang terlarut dalam

air hujan. Rizoid menyerap sedikit air sahaja. Fungsi utamanya ialah memegang lumut

kepada substrat tanah. Kebanyakan air diserap melalui permukaan talus.

Organ pembiakan lumut terletak pada talus. Organ pembiakan jantan atau anteridium

berbentuk seperti balang bermulut (flask) yang mengarah ke atas, manakala organ

pembiakan betina atau arkegonium terletak di bahagian bawah talus (Rajah 6.2).

A


(a) (b)

Rajah 6.2 Organ pembiakan (a) betina, arkegonium dan (b) jantan, anteridium

c. Pembiakan

Lumut membiak secara pembiakan aseks dan seks.

Pembiakan aseks

Terdapat dua jenis pembiakan aseks iaitu:

1. Fragmentasi atau penyerpihan talus

2. Penghasilan gemma bagi lumut hati.

Pembiakan seks

Dua jenis organ pembiakan terdapat pada lumut iaitu arkegonium dan anteridium.

Arkegonium adalah organ pembiakan betina, manakala anteridium adalah organ

pembiakan jantan. Kedua-dua organ adalah haploid (n). Persenyawaan gamet

jantan dan betina menghasilkan sporangium yang diploid (2n) yang kemudiannya

menjalani meiosis untuk menghasilkan spora haploid (n). Spora bercambah

membentuk protonema yang haploid (n) yang kemudiannya berkembang menjadi

talus.

d. Selangan generasi dan kitar hidup

Talus lumut adalah haploid, manakala sporangium adalah diploid. Talus lumut haploid

dikenali sebagai generasi gametofit, manakala sporangium yang diploid dikenali sebagai

generasi sporofit.

Generasi sporofit bergantung hidup kepada generasi gametofit. Sumber air, mineral dan

hasil fotosintesis dialirkan ke generasi sporofit. Bahagian sporangium generasi sporofit

menjalani meiosis untuk menghasilkan spora haploid.

Dalam lumut generasi gametofit merupakan generasi yang panjang jangka masanya, atau

dengan kata lain generasi ini yang mendominasi kitar hidup lumut.


Pengelasan lumut

ada asasnya lumut dikelaskan sebagai tumbuhan kerana ianya memiliki ciri-ciri

tumbuhan. Walau bagaimanapun, lumut telah diletakkan di bawah divisinya sendiri

yang dikenali sebagai Briofita (Bryophyta).

Rajah 6.2 menunjukkan kedudukan lumut dalam filogeni. Ia dikatakan sebagai perantaraan

di antara tumbuhan bervaskular dan alga hijau, Charophyte. Lumut merupakan tumbuhan

daratan yang masih bergantung kepada air untuk terus hidup, menyebar dan membiak.

Rajah 6.3 Kedudukan lumut dalam pohon filogeni

Lumut dibahagikan kepada tiga kumpulan utama iaitu:

Lumut jati (True mosses)

Lumut hati (Liverworts)

Lumut tanduk (Hornworts)

Menurut kajian filogeni, lumut tanduklah yang paling maju berbanding kumpulan lumut yang

lain. Kita akan membincangkan kesemua kumpulan lumut ini secara lebih terperinci selepas

ini.

Lumut jati

ebanyakan lumut yang tumbuh di tepi longkang, di bawah pokok dan di tempat

lembab serta teduh adalah lumut jati. Lumut ini mempunyai talus berdaun dan

kapsul di hujung. Lebih kurang 12,000 spesies lumut jati telah dikenali.

P

K


Lumut jati mempunyai beberapa ciri yang membezakannya daripada lumut lain. Ciri-ciri yang

membezakan lumut jati dengan lumut lain adalah:

Gametofit atau bahagian bertalus daun kebanyakan lumut jati adalah bersimetri radial

(Jika dilihat dari atas. Lihat Rajah 6.4).

Rizoidnya multisel dan tiada kloroplas.

Spora bercambah kepada protonema (bebenang pertama). Protonema berkembang

dengan membentuk cabang. Gametofit tumbuh pada protonema ini. Oleh kerana

spora haploid, protonema juga adalah haploid. Gametofit yang tumbuh daripada

protonema turut haploid.

Gametofitnya sentiasa berdaun. Daun tidak berlobus, disusun secara spiral. Daun

mempunyai urat tengah yang terdiri daripada sebaris sel tebal. Daun tanpa stomata,

sel mesofil maupun, petiol.

Arkegonium dan anteridium pada hujung talus gametofit yang membentuk struktur

seperti mahkota. Filamen penyerap dikenali sebagai parafisis berada di antara organ

pembiakan.

Sporofit terdiri daripada seta dan kapsul. Dalam kapsul ini spora terbentuk. Kapsul

dilindungi kaliptera. Apabila spora telah matang, kaliptera akan tertanggal.

Perubahan kelembapan menyebabkan operkulum terbuka mendedahkan gigi

peristom yang berfungsi untuk melontar keluar spora. Terdapat dua lapisan peristom.

Gametofit lumut jati

Gametofit lumut jati merupakan generasi yang dominan. Ia tumbuh pada protonema yang

berupa bebenang hijau menyerupai protonema alga. Protonema ini berasal daripada spora

yang bercambah. Selain itu, gametofit berdaun turut boleh menyerpih menghasilkan

protonema baru secara aseks.

Sesetengah lumut jati mempunyai tisu penyalur dalam gametofit. Dua tisu iaitu leptoid dan

hidroid. Leptoid menyerupai sel tapis floem, manakala hidroid menyerupai xilem. Leptoid

berfungsi mengangkut hasil fotosintesis, manakala hidroid mengangkut air. Hidroid tidak

mempunyai lignin, maka ia hanya sedikit sahaja menyokong tumbuhan ini.

Kebanyakan lumut jati adalah uniseks dan dioesius. Organ pembiakan jantan, anteridium

berada pada gametofit yang berasingan daripada organ pembiakan betina, arkegonium.

Arkegonium mengandungi satu sel telur di dalam jaket steril. Parafisis yang banyak

menyerap dan menyimpan air untuk memudahkan sperma berenang ke sel telur. Anteridium

mengandungi banyak sel sperma berflagela. Titisan air memecahkan anteridium lalu

membebaskan sperma matang.


Rajah 6.4 Kitar hidup lumut jati. Adaptasi dari Encyclopaedia Britannica (2011)

Sporofit lumut jati

Generasi sporofit (Rajah 6.5) hanya muncul selepas sel telur dalam arkegonium

disenyawakan oleh sperma. Sporofit terdiri daripada seta dan kapsul. Oleh kerana generasi

sporofit berasal daripada persenyawaan sel telur dan sperma, dan ia adalah diploid. Untuk

menghasilkan spora haploid, meiosis berlaku dalam kapsul.

Rajah 6.5 Sporofit lumut jati. Pada awalnya kapsul dilindungi kaliptera. Apabila spora dan

kapsul matang, kaliptera tercabut mendedahkan kapsul kepada perubahan kelembapan.

Operkulum terbuka mendedahkan dua baris peristom yang melontar keluar spora.


Lumut hati

i atas tanah, lumut ini kelihatan hijau kelabu. Talus lumut ini tebal dan bercabang

dua atau dikotomus. Talus mempunyai garis tengah. Garis ini bercabang apabila

talus bercabang. Di hujung garis ini terdapat struktur pembiakan jantan atau betina.

Tumbuhan jantan dan betina pada tumbuhan berbeza. Di bawah talus iaitu

mengikut garis, terdaat sebaris rizoid.

Lumut ini berbeza daripada lumut lain kerana:

Mempunyai talus bercabang dedua atau cabang dikotamus.

Kebanyakan jenis tidak berdaun. Bazzania merupakan spesies lumut hati berdaun.

Bahagian atas talus mempunyai kloroplas.

Rizoid unisel

Sporofitnya kecil dengan tangkai pendek serta tergantung pada sporangiofor.

Sporangiofor jantan atau anteridiofor berbentuk payung leper, manakala sporangiofor

betina atau arkegoniofor berbentuk payung melengkung ke bawah.

Gametofit lumut hati

Gametofit lumut hati juga merupakan generasi yang dominan. Tiada protonema. Lumut ini

tumbuh berkembang terus daripada spora bercambah. Selain itu, gametofit turut boleh

menyerpih menghasilkan tumbuhan baru atau melalui tisu gemma secara aseks.

Terdapat dua bentuk talus iaitu berdaun dan bertalus. Contoh talus berdaun terdapat pada

Bazzania. Talus berdaun dalam lumut hati berbeza dari lumut jati dari susunan daunnya

simetri bilateral. Talus gametofit bebentuk riben dan leper terdapat pada lumut hati

Marchantia (Rajah 6.6). Ia merupakan spesies yang paling banyak dikaji. Marchantia

mempunyai talus bercabang dikotamus serta berliang seperti stomata. Talusnya dilindungi

oleh kutin.

Marchantia mempunyai mangkuk gemma yang mengandungi tisu gemma yang boleh

bercambah apabila terlerai keluar. Titisan hujan yang jatuh ke dalam gemma boleh

memercik keluar gemma.

Kebanyakan lumut hati adalah uniseks dan dioesius. Organ pembiakan jantan, anteridium

terdapat dalam anteridiofor iaitu struktur seperti payung leper, manakala organ pembiakan

betina, arkegonium terdapat dalam arkegoniofor iaitu struktur seperti payung. Arkegonium

mengandungi beberapa sel telur di dalam jaket steril di bawah struktur payung. Anteridium

mengandungi banyak sel sperma berflagela. Anteridium mengeluarkan sperma matang

melalui atas struktur payung.

Sporofit lumut hati

Generasi sporofit lumut hati terbentuk selepas persenyawaan sel telur pada arkegoniofor.

Sporofit tidak mempunyai stomata atau liang pengudaraan. Ia dilitupi kaliptera. Semasa

matang sporofit ini berwarna kuning tergantung pada payung arkegoniofor (Rajah 6.7). Anda

D


boleh bayangkan mereka seperti buah kelapa yang tergantung kepada daun palmanya.

Keseluruhan hidup generasi sporofit ini bergantung sepenuhnya kepada gametofit.

Rajah 6.6 Kitar hidup lumut hati Marchantia

Rajah 6.7 Sporofit bergantung hidup sepenuhnya kepada gametofit. Sporofit matang

berwarna kuning melekat pada arkegoniofor.

Spora dikelilingi oleh elater higroskopik. Apabila spora terbebas elater melenting lalu

melontar spora jauh daripada induk.

Elater higroskopik menggunakan perubahan kepada filem air untuk melentingkan

spora. Apakah yang akan berlaku kepada elater ini sekiranya kelembapan terlalu

tinggi?


Lumut tanduk

umpulan lumut yang paling kecil di dalam briofit. Lumut ini sukar diperolehi. Ia

mempunyai talus dengan sporofit seperti tanduk. Lebih kurang 100 spesies lumut

tanduk dalam 6 genus telah dikenali.

Lumut tanduk dikatakan paling maju kerana mempunyai sel meristem pada pangkal sporofit

yang membahagi menghasilkan spora secara berterusan.

Ciri-ciri lumut ini adalah:

Sporofitnya berbentuk tanduk.

Setiap sel yang berfotosintesis hanya mempunyai satu kloroplas.

Makanan simpanan dalam bentuk pirenoid, sama seperti alga hijau dan tumbuhan

bervaskular, Isoetes sp..

Bahagian dalam sebelah bawah generasi sporofit mengandungi meristem interkalari.

Meristem ini menghasilkan spora secara berterusan.

Arkegonium terbenam dalam talus.

Talus gametofit mempunyai struktur seperti stomata yang mana tidak ditemui dalam

lumut lain.

Liang-liang pada gametofit diisi oleh lendir.

Gametofit lumut tanduk

Talus gametofit leper dan mudah. Rizoid di bahagian bawah talus melekatkan lumut ini

kepada substrat. Gametofit adalah haploid sama seperti lumut lain. Lumut ini membiak

secara seks dan aseks melalui penyerpihan.

Kebanyakan lumut tanduk adalah uniseks. Anteridium terbenam di bahagian dorsal atau

sebelah atas gametofit, manakala arkegonium sebaris di bahagian ventral (bawah)

gametofit.

Liang berlendir pada talus sering didiami oleh sianobakteria Nostoc yang boleh mengikat

nitrogen. Kedua-dua lumut dan sianobakteria hidup secara bersimbiosis, di mana lumut

mendapat bekalan nitrogen terikat, manakala sianobakteria mendapat perlindungan.

Sporofit lumut tanduk

Struktur sporofit membezakan lumut ini daripada lumut lain. Sporofit terbentuk apabila sel

telur dalam arkegonium disenyawakan. Seta tidak ditemui dalam lumut ini. Sporofit boleh

berfotosintesis dan tidak bergantung hidup sepenuhnya kepada gametofit.

Sel spora terbentuk dengan banyaknya daripada sel-sel sporogenus di sepanjang paksi

tengah struktur tanduk sporofit. Sel sporogenus adalah diploid. Sel ini membesar dan

membahagi secara meiosis menghasilkan tetrad haploid yang kemudiannya membeza

kepada spora (Rajah 6.8).

Pembahagian sel meristem kepada sporogenus bermula daripada kaki. Ini bermakna sel

yang paling hampir ke kaki adalah yang paling muda. Sel spora di bahagian hujung sporofit

K


merupakan sel yang paling matang. Apabila spora matang, bahagian hujung sporofit

membelah untuk membebaskan spora. Sporofit akan terus hidup selagi ada spora terbentuk.

Terdapat ahli botani yang mencadangkan lumut tanduk sebagai sekutu paku pakis kerana

sporofit boleh hidup tanpa bergantung sepenuhnya kepada gametofit.

Rajah 6.8 Lumut tanduk, Anthoceros. Pada gametofit terdapat kedua-dua arkegonium dan

anteridium. Persenyawaan sel telur dan sperma menghasilkan sporofit. Sporofit mempunyai

kaki dan sel meristem yang sentiasa menghasilkan sel sporogenus. Perkembangan spora

adalah berperingkat dalam sporofit.

Rajah 6.8 menunjukkan bahagian menghampiri meristem, sel adalah diploid. Lebih kurang di

bahagian tengah, sel sporogenus berkembang kepada sel induk spora yang kemudiannya

menjalani meiosis menghasilkan tetrad yang haploid. Tetrad spora ini akan berkembang

menjadi spora. Spora yang matang dibebaskan melalui hujung sporofit yang merekah dan

terbelah. Spora dilempar keluar oleh elater palsu. Proses penghasilan spora berlaku

sepanjang hayat sporofit. Malah, sporofit tidak bergantung sepenuhnya kepada gametofit

kerana ia mempunyai kloroplas dan stomata untuk fotosintesis. Spora matang bercambah

protonema yang kemudiannya berkembang menjadi gametofit.

Jadual 6.1 Perbandingan lumut jati, lumut hati dan lumut tanduk

Ciri-ciri Lumut jati Lumut hati Lumut tanduk

Gametofit

1. Bentuk talus

Berdaun. Simetri

radial. Sel berbentuk

intan memudah air

meresap secara

kapilari

Berdaun atau

bertalus dikotomi.

Simetri bilateral.

Berkutikel

Bertalus. Liang pada

talus dipenuhi lendir

yang didiami Nostoc


2. Liang seperti

stomata

3. Leptoid dan

hidroid

4. Kedudukan organ

pembiakan

Sporofit

1. Bentuk sporofit

2. Kebergantungan

hidup pada

gametofit

3. mekanisma spora

dibebaskan

Ada

Ada

Pada hujung apeks

gametofit

Seta dan kapsul

Sepenuhnya

Gigi peristom

Ada

Tiada

Pada sporangiofor

Kapsul di bawah

arkegoniofor

Sepenuhnya

Elater

Ada pada gametofit

dan sporofit

Tiada

Terbenam dalam

talus

Tanduk

Separuh

Sporofit terpecah di

hujung

Berdasarkan Jadual 6.1, perihalkan adaptasi lumut terhadap persekitarannya.

__________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

Tahukah anda bahawa lumut terdapat juga di padang pasir. Fikirkan. Selamat

mencari jawapan.


RINGKASAN

1. Lumut merupakan tumbuhan peringkat rendah yang menghasilkan spora.

2. Ketinggian lumut boleh mencapai 10 cm. Dengan hidup berkelompok serta rapat,

lumut yang kecil ini dapat menampung air sehingga 15 kali jisimnya.

3. Ia dibahagikan kepada tiga jenis utama iaitu lumut jati (moss), lumut hati (liverwort)

dan lumut tanduk (hornwort).

4. Lumut tidak mempunyai sistem vaskular, sebaliknya menggunakan talusnya untuk

menyerap air pada permukaan.

5. Dalam lumut, generasi gametofit mendominasi kitar hidup.

6. Generasi sporofit bergantung hidup sepenuhnya kepada gametofit dari segi

keperluan air, makanan dan mineral.

7. Pembiakan lumut bergantung kepada air. Sperma yang dihasilkan dalam anteridium

berenang ke arah sel telur dalam arkegonium. Persenyawaan menghasilkan zigot

yang berkembang menjadi sporofit (2n).

8. Sporofit terdiri daripada kaki, leher dan jaket steril yang membungkus sporangium.

9. Spora terhasil selepas sel induk spora dalam sporangium membahagi secara

meiosis. Lumut tanduk menghasilkan spora secara berperingkat, manakala lumut jati

dan lumut hati, spora dihasilkan secara serentak.


PETA KONSEP

Fahami Peta Konsep di bawah

.

KATA KUNCI

1. Talus

2. Selangan generasi

3. Gametofit

4. Sporofit

5. Arkegonium

6. Anteridium

7. Arkegoniofor

8. Anteridiofor

9. Protonema

10. Fragmentasi

11. Gemma

LUMUT

Lumut jati Lumut hati Lumut tanduk

Ciri umum dan adaptasi untuk

mendapat air dan membiak

Hidup berkelompok

padat

Pengelasan

Kecil dan rendah Sperma boleh

berenang


PENILAIAN KENDIRI

1. Terangkan kitar hidup lumut.

2. Huraikan bagaimana tumbuhan lumut mendapat air.

3. Jelaskan pembiakan aseks lumut.

RUJUKAN

Berg, L. 2008. Introductory Botany: Plants, People, and the Environment. Belmont: CA:

Thomson Brooks/Cole.

Moore, R., Clark, W.D., & Vodopich, D.S. (1998). Botany. 2nd ed. Boston, Massachusetts:

McGraw Hill.

Documents

Unit Pelajaran 6 - Alam Tumbuhan Peringkat Rendah Dan Adaptasi 1- Lumut(1)