Apa yang dimaksud dengan sistem transportasi pada tumbuhan?

Tumbuhan merupakan mahluk hidup yang bagi kita tidak terlihat seperti sebuah mahluk hidup karena ia tidak dapat bergerak. Mereka memang tidak memiliki alat gerak seperti kaki dan tangan yang terdapat pada hewan dan manusia, tetapi organ-organ mereka sangatlah kompleks untuk dipelajari. Ada beberapa tumbuhan yang sudah sepenuhnya berkembang menjadi tumbuhan lengkap yang memiliki daun, akar, batang, bunga dan buah. Ada juga tumbuh-tumbuhan yang tidak memiliki beberapa organ-organ tersebut. Namun, di setiap tumbuhan tersebut pasti ada jaringan pengangkutan terpenting yang terdiri dari xylem dan juga floem. Berikut ini, saya akan memaparkan betapa pentingnya mereka bagi proses kehidupan sebuah tanaman dan juga bagaimana mereka berperan untuk mengambil air dari dalam tanah dan kemudian menyebarkannya ke seluruh bagian tanaman agar semua organ tanaman dapat berkembang secara maksimal.

Pertama sekali, jaringan xylem memiliki dua fungsi dalam tanaman. Fungsi pertama adalah untuk mengangkut air dan juga mineral-mineral dari dalam tanah ke batang dan juga daun-daun. Fungsi kedua xylem adalah untuk menyangga tanaman itu sendiri sehingga ia tidak mudah jatuh atau roboh. Xylem sebenarnya berbentuk kolom-kolom panjang yang bagian tengahnya kosong. Kolom berbentuk tabung ini terdapat dari akar tanaman sampai ke daun-daun tanaman walaupun mereka sangatlah tipis. Oleh karena itu, xylem dan floem hanya dapat diteliti melalu mikroskop. Bagian tengah kolom ini merupakan bagian yang berkelanjutan dan tidak pernah putus walaupun tanaman itu memiliki banyak cabang. Untuk menguatkan xylem, di dinding kolom-kolom ini terdapat zat bernama lignin. Tabung-tabung xylem yang kosong dan berkelanjutan ini memudahkan tugas xylem untuk mengangkut air dan juga mineral-mineral sehingga tidak ada dari mereka yang tersangkut pada bagian-bagian sel tertentu [protoplasm]. Selain itu, kehadiran lignin juga menguatkan tanaman agar ia tidak mudah roboh dan dapat berdiri tegak.

Jaringan kedua yang berperan penting dalam proses pengangkutan dalam tanaman ialah floem. Floem mengangkut gula sukrosa dan juga asam amino dari organ-organ tumbuhan yang berwarna hijau, terutama sekali daun, ke bagian-bagian lain dalam tumbuhan. Berbeda dari xylem, floem memiliki sel-sel yang bernama sieve tube sel, dan transportasi gula sukrosa dan asam amino dapat dilakukan melalui difusi dan juga aktif transport dari sel ke sel dalam floem. Oleh karena itu, makanan-makanan ini dapat menjangkau organ-organ tanaman dalam waktu yang sangat singkat agar mereka bisa melakukan respirasi dan berkembang.

Penyerapan air dari dalam tanah ke bagian atas tumbuhan memiliki arti bahwa tanaman tersebut harus melawan gaya gravitasi bumi yang selalu mengakibatkan benda jatuh ke bawah. Akan tetapi, tanaman berhasil melakukan hal itu. Kuncinya ialah tanaman-tanaman ini menggunakan tekanan akar, tenaga kapilari, dan juga tarikan transpirasi. Namun pada tanaman-tanaman yang sangat tinggi, yang berperan paling penting adalah tarikan transpirasi. Dalam proses ini, ketika air menguap dari sel mesofil, maka cairan dalam sel mesofil akan menjadi semakin jenuh. Sel-sel ini akan menarik air melalu osmosis dari sel-sel yang berada lebih dalam di daun. Sel-sel ini pada akhirnya akan menarik air yang diperlukan dari jaringan xylem yang merupakan kolom berkelanjutan dari akar ke daun. Oleh karena itu, air kemudian dapat terus dibawa dari akar ke daun melawan arah gaya gravitasi, sehingga proses ini terus menerus berlanjut. Proses penguapan air dari sel mesofil daun biasa kita sebut dengan proses transpirasi. Oleh itu, pengambilan air dengan cara ini biasa kita sebut dengan proses tarikan transpirasi dan selama akar terus menerus menyerap air dari dalam tanah dan transpirasi terus terjadi, air akan terus dapat diangkut ke bagian atas sebuah tanaman

Proses transpirasi ini selain mengakibatkan penarikan air melawan gaya gravitasi bumi, juga dapat mendinginkan tanaman yang terus menerus berada di bawah sinar matahari. Mereka tidak akan mudah mati karena terbakar oleh teriknya panas matahari karena melalui proses transpirasi, terjadi penguapan air dan penguapan akan membantu menurunkan suhu tanaman. Selain itu, melalui proses transpirasi, tanaman juga akan terus mendapatkan air yang cukup untuk melakukan fotosintesis agar keberlangsungan hidup tanaman dapat terus terjamin.

Transportasi tumbuhan adalah proses pengambilan dan pengeluaran zat-zat ke seluruh bagian tubuh tumbuhan. Pada tumbuhan tingkat rendah [misal ganggang] penyerapan air dan zat hara yang terlarut di dalamnya dilakukan melalui seluruh bagian tubuh. Pada tumbuhan tingkat tinggi [misal spermatophyta] proses pengangkutan dilakukan pembuluh pengangkut yang terdiri dari xylem dan phloem.

Tumbuhan memperoleh bahan dari lingkungan untuk hidup berupa O2, CO2, air dan unsur hara. Kecuali gas O2 dan CO2 zat diserap dalam bentuk larutan ion. Mekanisme proses penyerapan dapat belangsung karena adanya proses imbibisi, difusi, osmosis dan transpor aktif.

Imbibisi : merupakan penyusupan atau peresapan air ke dalam ruangan antar dinding sel, sehingga dinding selnya akan mengembang. Misal masuknya air pada biji saat berkecambah dan biji kacang yang direndam dalam air beberapa jam.

Diffusi : gerak menyebarnya molekul dari daerah konsentrasi tinggi [hipertonik] ke konsentrasi rendah [hipotonik]. Misal pengambilan O2 dan pengeluaran CO2 saat pernafasan, penyebaran setetes tinta dalam air.

Osmosis : proses perpindahan air dari daerah yang berkonsentrasi rendah [hipotonik] ke daerah yang berkonsentrasi tinggi [hipertonik] melalui membran semipermiabel. Membran semipermiabel adalah selaput pemisah yang hanya bisa ditembus oleh air dan zat tertentu yang larut di dalamnya. Keadaan tegang yang timbul antara dinding sel dengan dinding isi sel karena menyerap air disebut turgor, sedang tekanan yang ditimbulkan disebut tekanan turgor. Untuk sel tumbuhan bersifat selektif semipermiabel. Setiap sel hidup merupakan sistem osmotik. Jika sel ditempatkan dalam larutan yang lebih pekat [hipertonik] terhadap cairan sel, air dalam sel akan terhisap keluar sehingga menyebabkan sel mengkerut. Peristiwa ini disebut plasmolisis.

Transpor aktif : pengangkutan lintas membran dengan menggunakan energi ATP, melibatkan pertukaran ion Na+ dan K+ [pompa ion] serta protein kontraspor yang akan mengangkut ion Na+ bersama melekul lain seperti asam amino dan gula. Arahnya dari daerah berkonsentrasi tinggi ke konsentrasi rendah. Misal perpindahan air dari korteks ke stele.

Defenisi transportasi yang terjadi pada tumbuhan yaitu suatu fase mengambil dan mengedarkan sari-sari makanan ke semua penjuru bagian tumbuhan. Setiap tumbuhan memiliki sistem transportasi baik itu tumbuhan dikotil maupun tumbuhan monokotil. Sistem transportasi ini memiliki peran sangat penting untuk keberlangsungan hidup tumbuhan.

Dengan adanya transportasi, maka garam-garam mineral yang ada di dalam tanah, dapat diserap dan terjadi proses fotosintesis pada tumbuhan di daun dengan bantuan sinar matahari. Hasil proses fotosintesis tersebut diedarkan kembali oleh floem [pembuluh tapis] pada tumbuhan. [Baca : Fungsi Cahaya Matahari Bagi Tumbuhan]

Menurut sistem pengangkutannya, tumbuhan digolongkan menjadi dua yaitu:

• Sistem pengangkutan pada tumbuhan tingkat tinggi
• Sistem pengangkutan pada tumbuhan tingkat rendah

Sistem pengangkutan pada tumbuhan tingkat tinggi melalui pembuluh jaringan pengangkut seperti floem dan xilem. Beda halnya dengan sistem transportasi pada tumbuhan tingkat rendah.

Mekanisme Transportasi Pada Tumbuhan Tingkat Rendah

Proses mekanisme transportasi garam-garam mineral dan penyerapan air pada tumbuhan tingkat rendah, justru tidak dilakukan dalam pembuluh jaringan melainkan melalui semua jengkal tubuh tumbuhan tingkat rendah itu sendiri. Setiap tumbuhan atau tanaman yang hidup membutuhkan air dan garam-garam mineral dari lingkungan sekitar untuk tumbuh dan berkembang. Garam-garam atau zat-zat yang dibutuhkan oleh tumbuhan tersebut misalnya oksigen, karbon dioksida, air, dan mineral.

Pada tumbuhan yang memiliki pembuluh jaringan pengangkut mengikat karbon dioksida dan oksigen melalui daun. Zat-zat lain [garam mineral] dan air diambil dari tanah melalui bagian-bagian akar. Tanaman atau tumbuhan menyerap oksigen, air dan karbon dioksida melalui transport aktif, difusi dan proses osmosis.

Air sangat dibutuhkan oleh tanaman. Akibat kurang air bagi tumbuhan, maka tumbuhan tidak dapat hidup. Air masuk ke dalam tubuh tumbuhan melalui bagian ujung rambut-rambut akar. Air ini nantinya akan digunakan untuk memicu reaksi kimia yang berguna untuk membuat turgor, pengangkutan zat-zat hara, dan zat yang tidak dibutuhkan lagi oleh tanaman akan dikeluarkan melalui ujung daun berwujud air atau uap.

Mekanisme Transportasi Pada Tumbuhan Tingkat Tinggi

Pada tumbuhan tingkat tinggi, terdapat dua jenis proses transportasi pengangkutan zat-zat hara dan air yang didapatkan dari dalam tanah, yaitu secara intravascular dan secara ekstravaskular. Sistem Pengangkutan Ekstravaskular yaitu pengangkutan yang terjadi diluar jaringan xilem dan floem.

Mekanisme ekstravaskular yaitu mengangkut air dan zat-zat hara [garam mineral] dari dalam tanah melalui akar, dari akar menuju ke seluruh tubuh. Sedangkan sistem pengangkutan intravascular yaitu pengangkutan yang terjadi melalui pembuluh pengangkut dimulai dari mengangkut air dan zat-zat hara yang masuk melalui akar. Akar lalu meneruskan mengangkut sampai pada bagian atas tanaman. [Baca : Jenis-Jenis Akar Tumbuhan]

1] Sistem Pengangkutan Ekstravaskular

Pengangkutan pada jenis tanaman ini, akan mengangkut air melalui rambut-rambut akar [epidermis akar], setelah melewati akar, air akan masuk melalui sel-sel korteks. Air juga akan melalui sitoplasma menuju stele [silinder pusat]. Ketika berada di silinder pusat, air akan berenang bebas masuk diantara sel-sel.

Sistem pengangkutan ekstravaskular terbagi lagi menjadi dua sistem yaitu :

• Secara Apoplas, sistem pengangkutan air tanah baik secara transport pasif ataupun secara difusi bebas melalui jaringan mati atau sel mati tanaman. Contohnya yaitu ruang antar sel dan dinding sel. Fase apoplas tidak terjadi jika melalui endodermis. Hal ini dikarenakan pada endodermis yang memiliki pita kaspari yang menutupi jalan masuk air menuju xilem. Bentuk pita kaspari ini yaitu berupa senyawa gabus [zat suberin] dan memiliki lignin. Kondisi inilah yang menyebabkan kondisi apoplas dapat terjadi, kecuali jika zat tersebut tidak dapat melewati endodermis. Air dapat melewati endodermis hanya ketika terjadi transportasi secara simplas.
• Secara Simplas, cara kerja transportasi simplas berlawanan dengan apoplas. Sistem transportasi simplas pada tanaman yaitu pengangkutan zat terlarut dan air dari dalam tanah melalui jaringan hidup atau sel hidup tumbuhan. Pada transport jenis simplas terjadi proses transpor aktif dan osmosi pada plasmodesmata. Mekanismenya yaitu, pada saat air dan garam-garam mineral tanah masuk ke tumbuhan melalui sel rambut akar menuju sel parenkim, lalu dari parenkim melewati sel endodermis, diteruskan lagi ke sel perisikel. Pengangkutan lalu diteruskan masuk ke jaringan pembuluh kayu [xilem].

2] Sistem Pengangkutan Intravaskular

Sistem transportasi intravascular yaitu mengangkut air dan zat hara dimulai dari pembuluh kayu [xilem] yang terdapat di akar diangkut menuju pada bagian tumbuhan yang ada bagian atas tanaman. Urutannya yaitu zat hara dan air diangkut melalui xilem yang ada di akar. Lalu dari xilem akar menuju xilem batang. Dari xilem yang ada di akan diedarkan ke xilem pada tangkai daun. Dari tangkai daun inilah, air dan zat hara yang ada di xilem tangkai daun, diangkut lagi sampai menuju xilem yang ada pada tulang daun. Ikatan pembuluh juga terdapat di tulang daun. [Baca : Bagian-Bagian Batang Dikotil dan Monokotil]

Beberapa ahli biologi mengajukan teori tentang sistem transportasi Pada tumbuhan. Teori tersebut yaitu teori tekanan akar, teori Dixon joly, dan teori vital.

Macam-Macam Teori Tersebut yaitu:

• Teori Tekanan Akar, menurut penganut teori ini, bahwa tekanan akar menyebabkan naiknya air dan zat hara ke bagian atas tanaman. Adanya perbedaan kadar kandungan air pada xilem dengan kadar air tanah, menyebabkan terjadinya proses tekanan akar. Saat malam hari, justru tekanan akar menjadi sangat tinggi dan air akan merembes melalui daun-daun tanaman.
• Teori Dixon Joly, berbeda dengan halnya dengan pencetus teori ini. Dixon Joly menganggap bahwa proses pernafasan pada daun menyebabkan naiknya air dan zat hara ke bagian atas tanaman. Dixon Joly mengemukakan teori ini dengan melihat pergerakan air, dimana air mengalir dari tempat basah menuju tempat kering. [Baca: Sistem Respirasi Pada Tumbuhan]
• Teori Vital, pencipta teori ini percaya kalau sel hidup yang ada pada jaringan parenkim pada tumbuhan dan xilem rambut akar dapat menyebabkan air naik ke bagian atas tanaman. [Baca : Jaringan Penyokong Pada Tumbuhan] 

Secara garis besar pengangkutan zat hara dan air melalui tiga proses yaitu:

• Proses Osmosis yaitu pengangkutan air melewati lapisan semipermiabel dari hipotonik [tempat air konsentrasi rendah] menuju hipertonik [tempat air konstrasi tinggi. Contohnya yaitu air yang melewati xilem dan endodermis.
• Proses Difusi yaitu pengangkutan zat-zat dari hipertonik [tempat konsentrasi tinggi] menuju hipotonik [tempat konsentrasi rendah]. Contohnya tumbuhan menghisap oksigen dan mengeluarkan karbon dioksida saat terjadi transpirasi tumbuhan.
• Proses Transpor Aktif yaitu pengangkutan zat hara/air menggunakan energi ATP melewati lapisan impermeabel. Contohnya yaitu proses pengangkutan glukosa menembus lapisan membran.