Daun tumbuhan adalah bagia yang membantu mempertahankan kehidupan di bumi karena mereka menghasilkan makanan bagi kehidupan tumbuhan dan hewan. Daun adalah tempam terjadinya fotosintesis pada tumbuhan.
Fotosintesis adalah proses menyerap energi dari sinar matahari dan menggunakannya untuk menghasilkan makanan dalam bentuk gula. Daun memungkinkan tumbuhan memenuhi perannya sebagai produsen utama dalam rantai makanan.
Tidak hanya daun membuat makanan, tetapi mereka juga menghasilkan oksigen selama fotosintesis dan merupakan kontributor utama bagi siklus karbon dan oksigen di lingkungan. Daun adalah bagian dari sistem tunas tumbuhan, yang juga termasuk batang dan bunga.
Istilah Penting
- Daun tumbuhan adalah struktur yang sangat penting karena membantu mempertahankan kehidupan di bumi dengan menghasilkan makanan (gula) melalui fotosintesis.
- Daun dapat memiliki bentuk dan ukuran yang berbeda. Komponen dasar daun pada tumbuhan berbunga (angiospermae) meliputi bilah, tangkai daun, dan penumpu.
- Ada tiga jaringan utama yang ditemukan pada daun: epidermis, mesofil, dan juga jaringan pembuluh angkut. Setiap jenis jaringan terdiri dari lapisan sel.
- Selain melakukan fotosintesis, beberapa tumbuhan memiliki fungsi khusus lainnya. Contohnya termasuk tumbuhan karnivora yang bisa ‘memakan’ serangga.
- Beberapa hewan, seperti kupu-kupu daun India, meniru daun untuk menyamarkan diri dari pemangsa.
Pengertian Daun
Tubuh tumbuhan dibagi menjadi beberapa organ: akar, batang, dan daun. Daun adalah organ fotosintesis utama tumbuhan, berfungsi sebagai situs utama di mana energi dari cahaya diubah menjadi energi kimia. Mirip dengan organ-organ lain dari tumbuhan, daun terdiri dari tiga sistem jaringan dasar, termasuk sistem jaringan kulit, pembuluh darah, dan tanah. Ketiga motif ini berkelanjutan di seluruh tumbuhan, tetapi sifatnya bervariasi tergantung pada jenis organ di mana mereka berada. Ketiga sistem jaringan diilustrasikan pada Gambar 1, yang merupakan gambar potongan daun khas.
Anatomi bagian Daun
Daun dapat ditemukan dalam berbagai bentuk dan ukuran. Sebagian besar daun lebar, pipih dan biasanya berwarna hijau. Beberapa tumbuhan, seperti konifer, memiliki daun yang berbentuk seperti jarum atau sisik. Bentuk daun disesuaikan agar sesuai dengan habitat tumbuhan dan memaksimalkan fotosintesis. Ciri dasar daun dalam angiospermae (tumbuhan berbunga) meliputi bilah daun, tangkai daun, dan stipula.
Bilah – bagian luas daun.
- Puncak – ujung daun.
- Margin. Margin (Batas tepi tepi daun) dapat halus, bergerigi (bergigi), berlubang, atau berpisah.
- Vena – ikatan jaringan pembuluh yang mendukung daun dan mengangkut nutrisi.
- Pelepah – vena sentral utama yang timbul dari vena sekunder.
- Basis – area daun yang menghubungkan bilah ke tangkai daun.
Tangkai daun – tangkai tipis yang menempel daun ke batang.
Stipula – struktur seperti daun di pangkal daun.
Bentuk daun, tepi, dan venasi (pembentukan vena) adalah ciri utama yang digunakan dalam identifikasi tumbuhan.
Struktur dan Fungsi Jaringan Daun
Daun adalah kumpulan jaringan yang meliputi:
- Epidermis yang menutupi permukaan atas dan bawah.
- Mesofil di dalam daun yang kaya akan kloroplas.
- Vena mengandung jaringan vaskuler (di mana xilem dan floem ada)
Jaringan daun tersusun dari lapisan sel tumbuhan. Jenis sel tumbuhan yang berbeda membentuk tiga jaringan utama yang ditemukan dalam daun. Jaringan-jaringan ini termasuk lapisan jaringan mesofil yang diapit di antara dua lapisan epidermis. Jaringan vaskuler daun terletak di dalam lapisan mesofil.
1. Epidermis
Sel epidermis membentuk lapisan luar yang menutupi daun, memisahkan jaringan internal dari lingkungan eksternal.
Jaringan Epidermis memiliki beberapa fungsi:
- perlindungan terhadap kehilangan air melalui stomata dan kutikula lilin
- regulasi pertukaran gas
- sekresi senyawa metabolik
Lapisan daun luar dikenal sebagai epidermis. Epidermis fungsinya mengeluarkan lapisan lilin yang disebut kutikula yang membantu tumbuhan menahan air. Epidermis dalam daun tumbuhan juga mengandung sel-sel khusus yang disebut sel penjaga yang mengatur pertukaran gas antara tumbuhan dan lingkungan. Sel penjaga mengontrol ukuran pori-pori yang disebut stomata di epidermis. Membuka dan menutup stomata memungkinkan tumbuhan melepaskan atau menahan gas termasuk uap air, oksigen, dan karbon dioksida sesuai kebutuhan.
Pori-pori mikroskopis yang dikenal sebagai stomata adalah satu-satunya pelanggaran di lapisan epidermis daun yang kontinu. Setiap pori individu, atau stoma, pada kenyataannya, adalah celah kecil antara sepasang sel khusus yang dikenal sebagai sel penjaga. Dengan memodifikasi ukuran stomata, sel penjaga dapat mengatur pertukaran gas dan transpirasi. Modifikasi tersebut dipengaruhi oleh berbagai faktor lingkungan. Misalnya, ketika cuaca sangat panas dan kering, sel-sel pelindung tumbuhan dalam bahaya kehilangan terlalu banyak air mempersempit lebar stomata untuk mengurangi penguapan dari bagian dalam daun.
Epidermis, jaringan kulit tumbuhan, adalah lapisan pelindung luar sel-sel poligonal, yang membantu mempertahankan diri dari cedera dan invasi oleh organisme asing. Epidermis daun juga berfungsi secara lebih khusus dengan mengeluarkan zat lilin yang membentuk lapisan, disebut kutikula, pada permukaan daun. Adaptasi yang unik untuk tumbuhan darat, kutikula berfungsi terutama dalam retensi air. Seperti yang disajikan pada Gambar 1, sel-sel yang menyusun epidermis daun disusun sangat rapat dalam satu strata tunggal.
2. Mesofil
Lapisan tengah mesofil terdiri dari daerah mesofil palisade dan daerah mesofil seperti bunga karang. Mesofil palisade dengan ciri mengandung sel-sel kolumnar dengan spasi di antara sel-sel. Sebagian besar kloroplas tumbuhan ditemukan di mesofil palisade. Kloroplas adalah organel yang mengandung klorofil, pigmen hijau yang menyerap energi dari sinar matahari untuk fotosintesis. Mesofil bunga karang terletak di bawah mesofil palisade dan tersusun atas sel-sel yang tidak beraturan. Jaringan pembuluh angkut ditemukan di mesofil seperti bunga karang.
Mesofil adalah bagian tengah daun, yang terletak di antara lapisan epidermis atas dan bawah. Tidak hanya ditemukan pembuluh angkut di mesofil, tetapi juga jaringan dasar dari daun. Jaringan dasar terdiri dari sebagian besar daun tumbuhan dan umumnya terdiri dari berbagai jenis sel, yang dominan di antaranya adalah parenkim. Seringkali kurang terspesialisasi daripada jenis sel tumbuhan lainnya, sel parenkim dikelilingi oleh dinding primer yang tipis dan fleksibel dan menjalankan sebagian besar aktivitas metabolisme tumbuhan. Sel-sel parenkim hadir dalam daun mengandung kloroplas, yang merupakan situs fotosintesis.
Pada Gambar 1, mesofil dibagi menjadi dua daerah yang sangat berbeda, karakteristik umum di antara daun banyak dikotil. Bagian atas disebut parenkim palisade dan terutama terdiri dari sel parenkim kolumnar memanjang yang mengandung tiga sampai lima kali jumlah kloroplas sebagai sel yang membentuk lapisan bawah, yang dikenal sebagai parenkim sepon. Sel-sel parenkim sepon berbentuk tidak teratur, memungkinkan gas beredar melalui banyak ruang udara di antara mereka ke parenkim palisade. Stomata, yang sangat penting untuk pertukaran gas, cenderung dikelilingi oleh ruang udara yang sangat besar.
Sekelompok kecil sel kolenkim juga diilustrasikan dalam mesofil dari bagian daun yang disajikan pada Gambar 1. Seperti yang digambarkan, sel kolenkim terjadi dalam agregat tepat di bawah epidermis dan memiliki dinding sel primer yang lebih tebal daripada sel parenkim. Ketebalan dinding, bagaimanapun, tidak menunjukkan variasi yang mencolok. Fungsi utama sel kolenkim adalah untuk memberikan dukungan tambahan bagi tumbuhan, terutama di bidang pertumbuhan yang berkelanjutan.
3. Jaringan Vaskuler
Vena daun tersusun dari jaringan pembuluh angkut. Jaringan pembuluh angkut terdiri dari struktur berbentuk tabung yang disebut xilem dan floem yang menyediakan jalur bagi air dan nutrisi untuk mengalir ke seluruh daun dan tumbuhan. Xilem fungsinya mengangkut air dan mineral ke daun. Floem fungsinya mengangkut sukrosa terlarut yang dibuat dalam daun dari tempat sintesisnya ke bagian daun lainnya. Sebagian besar daun memiliki selembar bundel di sekitar xilem dan floem, yang terdiri dari sklerenkim atau kolenkim, untuk dukungan ekstra.
Agar daun memperoleh air dan mineral dari akar dan untuk makanan yang diproduksi di daun dewasa untuk diangkut ke akar dan daerah nonfotosintesis lainnya, setiap daun harus terhubung ke keseluruhan struktur pembuluh angkut tumbuhan. Dengan demikian, bundel vaskuler utama xilem dan floem hadir dalam batang tumbuhan bifurcat menjadi jejak daun, yang merupakan cabang dari jaringan vaskuler yang memasok daun. Setiap daun menelusuri cabang lebih jauh ke dalam vena yang sering terlihat di sepanjang permukaan daun, dan vena berulang kali membelah juga. Komponen vaskuler, yang berfungsi sebagai struktur kerangka dasar selain berfungsi dalam pengangkutan bahan, meluas ke seluruh mesofil sehingga xilem dan floem dibawa ke kedekatan dengan jaringan daun yang melakukan fotosintesis.
Gambar di bawah ini menunjukkan struktur daun dan jaringan tumbuhan dikotil.
Daun Khusus
Beberapa tumbuhan memiliki daun yang dikhususkan untuk melakukan fungsi selain fotosintesis. Misalnya, tumbuhan karnivora telah mengembangkan daun khusus yang berfungsi untuk memikat dan menjebak serangga. Tumbuhan ini harus melengkapi makanan mereka dengan nutrisi yang diperoleh dari mencerna hewan karena mereka mendiami daerah yang kualitas tanahnya buruk. Penangkap lalat Venus memiliki daun seperti mulut, yang menutup seperti perangkap untuk menjerat serangga di dalamnya. Enzim kemudian dilepaskan di daun untuk mencerna mangsa.
Daun-daun tumbuhan pengaduk berbentuk seperti kantong dan berwarna cerah untuk menarik serangga. Dinding bagian dalam daun ditutupi dengan sisik lilin yang membuatnya sangat licin. Serangga yang mendarat di daun dapat menyelinap ke bagian bawah daun berbentuk kantong dan dicerna oleh enzim.
Pengangkutan zat masuk dan keluar daun
Daun dirancang untuk mengangkut air, gula, karbon dioksida dan oksigen di permukaannya. Masing-masing melibatkan proses dan sel terpisah yang akan kita bahas di bawah ini.
Pergerakan oksigen dan karbon dioksida
Stomata adalah tempat pertukaran gas dalam daun. Ada dua proses metabolisme utama yang terjadi pada tanaman yang melibatkan pertukaran oksigen dan karbon dioksida:
Fotosintesis: terjadi pada siang hari ketika kloroplas dapat menyerap energi radiasi dari matahari. Fotosintesis membutuhkan karbon dioksida dan melepaskan oksigen sebagai produk sampingan. Oleh karena itu, pada siang hari, konsentrasi karbon dioksida rendah di daun dan konsentrasi oksigen tinggi. Akibatnya, pada siang hari, karbon dioksida memasuki daun dan oksigen dilepaskan.
Respirasi Seluler: terjadi terus menerus sepanjang hari dan malam. Respirasi seluler membutuhkan oksigen dan melepaskan karbon dioksida sebagai produk limbah. Pada siang hari, tanaman dapat menggunakan sebagian oksigen dari fotosintesis untuk respirasi sel. Pada malam hari, ketika fotosintesis berhenti, konsentrasi oksigen dalam tanaman turun dan gradien konsentrasi beralih: konsentrasi karbon dioksida tinggi dan konsentrasi oksigen rendah. Karenanya pada waktu malam, oksigen memasuki daun, dan karbon dioksida dilepaskan.
Gerakan air menjadi daun
Air terus-menerus hilang oleh daun melalui transpirasi. Ini menghasilkan sel-sel di mesofil memiliki konsentrasi air yang lebih rendah daripada bundel pembuluh darah. Air dengan demikian bergerak turun gradien konsentrasi dari pembuluh xilem ke sel-sel hidup dari lapisan mesofil dan ke permukaan dinding sel mesofil. Ini menyebabkan air bergerak naik dari batang dengan cara menarik secara transpirasional. Pergerakan air dipertahankan karena molekul-molekul air terus-menerus menguap ke dalam daun ruang udara antar sel keluar dari pori-pori stomata dan ke atmosfer.
Pergerakan gula
Kloroplas yang ditemukan di lapisan palisade menangkap energi radiasi dari matahari untuk membuat glukosa melalui fotosintesis. Glukosa ini digunakan untuk membuat sukrosa gula sederhana. Sukrosa diangkut ke sisa tanaman melalui pembuluh floem hadir dalam jaringan pembuluh darah di daun. Tanaman mengubah gula menjadi tepung untuk penyimpanan jangka panjang.
Pembukaan dan penutupan stomata:
Pembukaan dan penutupan stomata penting untuk pertukaran gas, transpirasi dan pergerakan gula. Stomata terbuka saat cerah dan ketika ada kelembaban tinggi. Ketika konsentrasi air dalam tanah rendah, menunjukkan bahwa tumbuhan itu kering, perubahan kimia dalam tanaman menghasilkan penutupan stomata.
Meniru Daun
Beberapa hewan meniru daun untuk menghindari deteksi. Mereka menyamar sebagai daun sebagai mekanisme pertahanan untuk menghindari predator. Hewan lain muncul sebagai daun untuk menangkap mangsa.
Dedaunan jatuh dari tumbuhan yang kehilangan daunnya di musim gugur membuat penutup yang sempurna untuk hewan yang telah beradaptasi menyerupai daun dan serasah daun. Contoh-contoh hewan yang meniru daun termasuk katak bertanduk Amazon, serangga daun, dan kupu-kupu daun India.
Ringkasan
- Sel-sel yang serupa dalam kelompok struktur bersama-sama membentuk jaringan yang melakukan fungsi tertentu. Jaringan membentuk organ yang bergabung untuk memungkinkan organisme ada.
- Sel tumbuhan dan hewan memiliki struktur yang terkait dengan fungsinya.
- Jaringan tumbuhan secara luas dibagi menjadi jaringan Meristematik dan Permanen.
- Sel-sel meristematik berukuran kecil, memiliki jumlah sitoplasma yang tinggi dan inti yang besar untuk membantu perannya dalam pembelahan sel.
- Jaringan permanen selanjutnya dibagi menjadi permanen sederhana (yang hanya memiliki satu jenis sel) dan permanen kompleks (yang memiliki berbagai jenis sel yang berkumpul untuk melakukan fungsi tertentu). Jaringan permanen sederhana meliputi (dengan fungsinya dalam kurung): Epidermis (perlindungan), Parenkim (penyimpanan), kolenkim (pendukung) dan jaringan Sklerenkim (kekuatan dan dukungan struktural). Jaringan kompleks terbuat dari xilem dan floem.
- Jaringan xilem penting dalam pengangkutan air dan garam mineral. Jaringan floem disusun untuk memungkinkan pengangkutan senyawa organik yang diperlukan untuk tanaman (biasanya dalam bentuk sukrosa). Bersama-sama parenkim, kolenkim dan sklerenckim disebut sebagai jaringan dasar. Xilem dan floem membentuk jaringan pembuluh angkut atau vaskuler.
Daun sebagai organ
- Daun tumbuhan adalah contoh organ, karena terdiri dari sekelompok jaringan yang membentuk bagian dari unit struktural yang melakukan fungsi umum.
- Daun tumbuhan diadaptasi untuk menyerap cahaya agar terjadi fotosintesis dan membuat gula untuk diangkut ke bagian tanaman yang lain.
- Oleh karena itu proses utama dimana daun diadaptasi adalah fotosintesis, transpirasi dan pertukaran gas. Daun mengangkut oksigen, karbon dioksida, air dan sukrosa.
- Air hilang dari tanaman melalui transpirasi dari stomata di daun. Pergerakan karbon dioksida dan oksigen melalui difusi masuk dan keluar stomata daun.
- Gula yang diproduksi di daun diangkut melalui kapal floem.
- Stomata terbuka dan tertutup sebagai respons terhadap berbagai rangsangan lingkungan.