STRUKTUR DAN PERKEMBANGAN MEGAGAMETOFIT GYMNOSPERMAEMAKALAH

Disusun untuk Memenuhi Salah Satu Tugas Mata Kuliah Embriologi Tumbuhan

Oleh : Arlinda Kustiani Dieni Hanifa Gina Hayatulisma (1006580) (1005325) (1004548)

Karomatun Fajriah (1004899) Tia Gustiani (1000674)

Kelompok 8 BIOLOGI B 2010

JURUSAN PENDIDIKAN BIOLOGI FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS PENDIDIKAN INDONESIA

BAB I PENDAHULUAN1.1 Latar Belakang Gymnospermae adalah tumbuhan yang memiliki biji terbuka. Gymnospermae berasal dari bahasa Yunani, yaitu gymnos yang berarti telanjang dan sperma yang berarti biji, sehingga gymnospermae dapat diartikan sebagai tumbuhan berbiji terbuka. Pada Gymnospermae, biji nampak (terekspos) langsung atau terletak di antara daun-daun penyusun strobilus atau runjung, bijinya tidak terlindung dalam bakal buah (ovarium).Gymnospermae telah hidup di bumi sejak periode Devon (410-360 juta tahun yang lalu), sebelum era dinosaurus. Pada saat itu, Gymnospermae banyak diwakili oleh kelompok yang sekarang sudah punah dan kini menjadi batu bara, seperti Pteridospermophyta (paku biji), Bennettophyta, dan Cordaitophyta. Anggotaanggotanya yang lain dapat melanjutkan keturunannya hingga sekarang.

Angiospermae yang ditemui sekarang dianggap sebagai penerus dari salah satu kelompok Gymnospermae purba yang telah punah (paku biji). Gymnospermae memiliki karakteristik yang unik, yaitu daur hidup yang sama seperti tumbuhan paku heterospora. Daur ini terdiri dari dua fase, yaitu fase gametofit dan fase sporofit. Salah satu komponen yang terlibat dalam fase ini adalah megagametogenesis. Megagametogenesis merupakan fase pembentukan gamet betina. Dalam makalah ini akan dibahas lebih lanjut mengenai struktur dan

perkembangan makrogametofit pada gymnospermae. 1.2 Tujuan Tujuan pembuatan makalah ini adalah untuk mengetahui struktur dan perkembangan megagametofit pada gymnospermae.

1.3 Manfaat Makalah ini diharapkan dapat memberikan informasi tentang struktur dan perkembangan megagametofit pada gymnospermae, serta dapat menjadi referensi untuk pembutan makalah atau penelitian lebih lanjut.1

BAB II LANDASAN TEORI2.1 Struktur Strobilus Betina Strobilus betina pinus merupakan salah satu strobilus divisi Gymnospermae yang sering kita temui. Bentuknya kerucut dan tersusun atas banyak sporofil dengan duduk spiral. Strobilus betina biasanya terdapat di ujung cabang muda dan letaknya di aksilar. Pada awalnya strobilus tumbuh meruncing ke atas, tetapi setelah matang pertumbuhannya berbalik. Pada

permukaan atas setiap sporofilnya terdiri dari dua ovulum yang masing-masing dilengkapi Strobilus Pinus Betina (Sumber: Anonim 1, ____) satu sayap.

Stuktur Megasporofil Pinus sylvestris (Sumber Gambar: Vasishta, 1983)

2

2.2 Megasporogenesis dan Megagametogenesis Sebelum terjadi makrogametogenesis, proses yang terjadi adalah makrosporogenesis. Megasporogenesis adalah pembentukan sel megaspore. Proses makrogametosis berawal dari terdiferensiasinya sel arkespora yang terletak di bawah epidermis (hipodermis) menjadi sel parietal primer dan sel sporogerus primer. Kemudian, sel sporogenus tersebut akan berkembang menjadi sel induk megaspora yang diploid (2n). Sel induk megaspora tersebut akan mengalami pembelahan meiosis menghasilkan empat sel megaspora haploid (n). Namun, dalam perkembangannya tiga sel megaspora tadi mengalami degenerasi sehingga hanya satu saja yang fungsional. Sel megaspora yang fungsional inilah yang akan berkembang menjadi gamet pada tahap makrogametogenesis. Megaspora yang haploid tersebut akan mengalami pembelahan mitosis berulang-ulang, yang menghasilkan gametofit betinahaploid multiseluler, namun pembelahan masih bersifat karyokinesis. Kemudian, terbenruk dinding sel sehingga inti sel menjadi seluler. Pada perkembangan berikutnya akan terbentuk arkegonium yang berisi sel telur atau oospere.

(Sumber: Anonim 2, ____)3

BAB III PEMBAHASAN

3.1 Megagametogenesis Megaspora haploid adalah sel pertama dari gametofit betina. Pada akhir tahun pertama setelah penyerbukan, megaspora mulai berkecambah. Perkecambahan dari megaspora dan pertumbuhan prothallus betina

berlangsung sangat lambat. Ada interval sekitar 13 bulan antara asal megaspora dan pengembangan gametofit betina dewasa. Dalam P.

wallichiana dan P. roxburghii megaspora membentuk beberapa inti bebas sebelum masuk pada masa istirahat. (Vasishta, 1983)

Ovula pada Pinus roxburghii dengan satu megaspora yang fungsional (Sumber Gambar: Vasishta, 1983)

Ovula pada Pinus roxburghii dengan inti bebas di perifer setelah mitosis (karyokenesis) (Sumber Gambar: Vasishta, 1983)

Megaspora mengalami peningkatan ukuran. Intinya mengalami serangkaian proses dalam pembelahan sekitar sebelas kali berturut-turut. Proses ini menghasilkan sekitar 2500 ratus inti. Anak intinya tersebut

berkumpul di lapisan perifer mengelilingi sebuah vakuola sentral yang besar. Pada proses ini hanya terjadi karyokinesis (belum terbentuk dinding sel)

4

sehingga terlihat seperti sel dengan inti yang banyak. Pada tahapan ini gametofit terisi sepenuhnya oleh inti bebas. Selain itu, terdapat juga akumulasi bertahap dari bahan cadangan makanan dalam gametofit. Ada kantung embrio yang dikelilingi oleh beberapa lapis jaringan spons yang nantinya akan diserap sepenuhnya. (Vasishta, 1983)

Ovula pada Pinus roxburghii yang terisi oleh inti seluler makrogametofit (Sumber Gambar: Vasishta, 1983) Pada tahapan selanjutnya akan terbentuk dinding di antara formasi tersebut sel bebas tadi sehingga menjadi seluler. Pembentukan formasi dinding akan dimulai pada minggu kedua bulan Mei. Proses ini dimulai dari pembentukan mikropilar akhir dan pembesaran sel. Pembentukan dinding dipengaruhi oleh sejumlah alveoli yang tumbuh sentripetal. Pembelahan

nukleus dikuti oleh hasil pembentukan dinding dalam peningkatan jumlah sel. Megaspora yang terbentuk akhirnya terisi oleh massa yang solid dari jaringan parenkim yang berdinding tipis. Bentuk ini merupakan prothallus yang terkadang keliru digambarkan sebagai endosperma. Bentuk tersebut tidak memiliki klorofil atau rhizoid. Megaspora yang berisi prothallus perempuan tertutup di nukleus (jaringan diploid). Keduanya tidak terlepas dari tanaman induk. Sel-sel superfisial dari prothallus betina berkembang menjadi 2-4

5

arkegonia di P. roxburghii (Konar, 1960) dan 1-2 arkegonium di P.wallchiana. (Vasishta, 1983)

3.2 Struktur Arkegonia Di ujung prothallus berkembang 2-4 arkegonia. Arkegonia terdiri dari leher yang pendek dan perut yang menggembung. Bagian leher tersusun atas empat sel yang tersusun dalam lapisan tunggal dalam P.roxburghii (Konar 1960) dan P.wallichiana (Konar dan Ramchandani 1956). Perut berisi oosphere atau telur dan sel-sel saluran ventral. Bagian perut tertanam di jaringan prothallus tetapi sel-sel prothallus berdekatan dengan leher. Hal ini karena bagian perut tumbuh lebih cepat daripada sel-sel leher sehingga leher akhirnya terletak pada depresi, biasanya disebut ruang arkegonial. Arkegonia sepenuhnya terbentuk pada akhir Juni.

Gambar ovula yang matang dan arkegonia di dalamnya pada Pinus roxburghii (Sumber Gambar: Vasishta, 1983)

6

Foto penampang asli ovula yang telah matang (Sumber Gambar: Anonim 3, ____)

3.3 Perkembangan Arkegonium Arkegonium biasanya memiliki ukuran yang besar, dengan nukleus yang terlihat menonjol serta memiliki vakuola. Selnya terbagi secara periklinal dan berkembang menjadi dua bagian yang atas menjadi sel leher, dan yang bawah terdeferensiasi menjadi sel tengah. Sel tersebut terbagi secara vertikal dan berkembang menjadi empat sel yng dinamakan sel leher arkegonium. Sel tengah berkembang melebar dan di sitoplasmanya nampak vakuola yang mencolok, yang lama kelaman akan menghilang dan sitoplasmanya menebal. Terlihat jelas sel tersebut diselimuti oleh jaringan pelindung. Di dalamnya terdapat nukleus yang besar. Dibagian atasnya terdapat ventral canal cell.Sel tersebut akan berdegenerasi setelah sel jantan terbentuk dan masuk membentuk sel tabung . Sel telurnya akan bergerak ke arah tengah dan mengalami pelebaran. Saat dewasa, sitoplasma dari sel telur akan terbntuk menjadi seperti benang-benang gelendong yang menyebar dari bagian tengah ke daerah pinggir-pinggir sel. Pada angiospermeae dan gymnospermeae, sel megaspora yang terbentuk dari prothallus yang berada dalam kantung embrio. (Vasishta, 1983)

7

Arkegonium yang telah matang pada Pinus wallichiana (Sumber Gambar: Vasishta, 1983)

3.4 Pollen Chamber Pollen chamber terbentuk karena degenerasi sel nuselus di ujung mikropil atau karena pemisahan epidermis dari jaringan dibawahnya. Pollen chamber memiliki fungsi penting dalam prepolinasi untuk membantu penerimaan butir polen.

Pollen chamber (Sumber Gambar: Anonim 4, ____)

8

3.5 Fertilisasi

Perkecambahan Pollen Dalam Ovula (Sumber Gambar: Anonim 5, ____) Tabung pollen yang pertumbuhannya tertahan pada tahun pertama setelah ia menembus nusellus melanjutkan pertumbuhannya ketika strobilus betina menginjak tahun keduanya. Sel generatif terbagi menjadi sel pengiring (stalk cell) dan sel tubuh (body cell). Sel tubuh terbagi menjadi dua sel gamet jantan atau mikrogamet, tetapi tidak terbentuk dinding sel yang memisahkan sitoplasma kedua sel tersebut. Sel jantan bersifat non-motile. Mereka(sel gamet) mengapung/mengambang diantara tabung pollen sementara tabung pollen sudah memasuki nusellus dan mencapai prothallus betina. Setelah itu ia melewati mikropil dan menembus/memasuki nusellus. Sehingga pada akhirnya ujung pollen tube memasuki leher arkegonium setelah

memecahkannya dan kemudian terbentuk gembungan pada ujungnya. Pada Pinus sp., dua non-motile sel dan isi lain dari tabung pollen dikeluarkan kedalam sebuah lubang, dimana semua sel jantan disintegrasi kecuali satu sel yang tetap. Pollen tube pecah pada bagian lubang tersebut. Nukleus dari sel jantan yang tersisa bersatu/meluruh dengan sel telur untuk menyempurnakan fertilisasi. Sel telur yang telah dibuahi menghasilkan sebuah dinding yang mengelilinginya dan terbentuklah oospora atau zygot. Proses fertilisasi ini mengembalikan jumlah double kromosom di dalam nukleus. Zygot merupakan sel pertama dari fase sporofit. Lebih dari satu arkegonium

9

mungkin dapat dibuahi dalam satu ovul, tapi hanya satu yang akan mencapai kematangan sementara yang lainnya akan mati. Sebelum isi dari pollen tube terlepas ke dalam lubang (venter), terbentuklah vakuola penerima pada bagian atas dari sitoplasma sel telur. Nukleus dari sel gamet jantan yang fungsional mendekati nukleus betina dan mereka akhirnya bersentuhan atau saling terbenam satu dengan lainnya. Membran yang terletak di daerah dimana mereka saling bersentuhan kemudian meluruh/larut dan benang-benang kromatin pada tiap nukleus memadat untuk membentuk konfigurasi profase dan kemudian kromatin berubah bentuk menjadi kromosom yang berbeda.

10

BAB IV KESIMPULANBerdasarkan uraian mengenai megagametofit pada gymnospermae, dapat disimpulkan sebagai berikut : Sel megaspora fungsional yang haploid adalah sel pertama dari gametofit betina Proses pembentukan megagametofit : Sel megaspora fungsional yang haploid pembelahan mitosis sekitar 11 kali (karyokinesis) terbentuk kurang lebih 2000 sel yang terletak di perifer yang mengelilingi vakuola sentral (terlihat seperti sel yang memiliki banyak inti) mengalami perkembangan sehingga terbentuk dinding seluler seluruh sel terisi penuh oleh inti bebas terbentuk prothallus/ gametofit betina 2-4 sel di ujung prothallus berkembang menjadi arkegonia arkegonia terdiri dari bagian leher (berisi 4 sel penyusun) dan bagian perut (berisi oosphere/ sel telur) sel telur matang dan semakin membesar dengan sitoplasma yang menyebar (sel siap dibuahi).

11

DAFTAR PUSTAKAAnonim 1. 2010. Gymnospermae [Online]. Tersedia: http://meynyeng.

wordpress.com [18 September 2011] Vasishta, P. C. 1983. Botany For Degree Students Volume V Gymnospermae. New Delhi: Ram Nagar.

SUMBER GAMBAR Anonim 1. Stobilus Pinus Betina [Online]. Tersedia: http://www.crystalinks.com/ [19 Oktober 2011] Anonim 2. Pine Life Cycle [Online]. Tersedia: http://www.bio.miami.edu/ [18 September 2011] Anonim 3. Mature ovule [Online]. Tersedia: http://lima.osu.edu [18 September 2011] Anonim 4. Pollen Chamber [Online]. Tersedia: http://botit.botany.wisc.edu/ [17 Oktober 2011] Anonim 5. Germinating Pinus pollen grain in pollen chamber [Online]. Tersedia: http://lima.osu.edu [18 September 2011]

12