Sel-sel yang terlibat dalam proses pengangkutan air dan mineral pada tumbuhan

Dalam transpor simplas, mula-mula air dari sel epidermis bulu akar akan dimasukkan kedalam sel. Masuknya air kedalam sel ini dapat melalui mekanisme transpor pasif alias difusi. Jika sudah berhasil masuk, maka air akan terus bergerak dari sel yang satu ke sel lainnya dengan memanfaatkan plasmodesmata.

Plasmodesmata adalah bagian sitoplasma yang bersambung antara satu sel tumbuhan dengan sel-sel tumbuhan di sebelahnya. Bagian ini terbentuk sewaktu terjadi peristiwa pembelahan sel. Lewat bagian inilah sel-sel tumbuhan saling terkoneksi satu sama lain dan tumbuhan memanfaatkannya untuk mentranspor air dan zat-zat lainnya.

Air yang masuk lewat jalur simplas nantinya akan bergerak terus hingga mencapai jaringan pembuluh. Urutannya dimulai dari sel bulu akar, sel korteks, endodermis, perisikel, dan berakhir di xilem. Jika sudah sampai di xilem, berarti tumbuhan siap mengangkut air tersebut ke bagian tumbuhan yang lebih tinggi (batang dan daun).

2. Apoplas

Berbeda dengan transport simplas, dalam apoplas air tidak akan langsung dimasukkan kedalam sel. Air justru bergerak dengan memanfaatkan ruang-ruang ekstraseluler yang terdapat dalam dinding sel. Ruang interseluler yang terbentuk dalam jaringan tumbuhan juga dapat dilewatkan oleh transport apoplas ini.

Sayangnya begitu mencapai endodermis laju aliran apoplas akan terhenti oleh pita kaspari. Akibatnya air terpaksa masuk ke dalam sel agar dapat mencapai endodermis melalui membran plasma. Jika sudah berhasil masuk ke endodermis, maka air akan mengikuti aliran simplas hingga mencapai jaringan pengangkut (xilem).

Proses penyerapan air dilakukan oleh akar tumbuhan dengan menjaga tekanan osmosis sel nya yang selalu lebih tinggi dibandingkan dengan tekanan osmosis air tanah. Air yang telah diserap oleh epidermis selanjutnya mengalami serangkaian proses pengangkutan ke daun sebagai bahan dasar fotosintesis. Sistem pengangkutan pada tumbuhan dibedakan menjadi dua, yaitu pengangkutan ekstravasikuler dan intravasikuler. Pengangkutan ekstravasikuler adalah pengangkutan tanpa melalui pembuluh angkut yang terjadi di dalam akar. Pengangkutan terjadi secara simplas dan apoplas. Simplas adalah penyerapan air dan garam mineral melalui sel dengan menerobos membran sel. Apoplas adalah penyerapan air dan garam mineral melalui luar dinding sel atau ruang antarsel. Pengangkutan intravasikuler adalah pengangkutan zat melalui pembuluh angkut. Air dan garam mineral diakut oleh xilem dari dalam tanah ke daun. 

Apakah kalian tahu bagaimana air dan nutrisi mengalir ke atas pohon-pohon yang tinggi untuk memenuhi kebutuhan makanannya? Tumbuhan pada dasarnya memerlukan air dan berbagai macam zat untuk kelangsungan hidupnya. Dalam transportasi air dan nutrisi pada tumbuhan, ada dua cara yang bisa dilakukan, yakni pengangkutan intravaskuler dan ekstravaskuler. Bagaimanakah perbedaan proses pengangkutan tersebut, kita simak penjelasannya yuk!

Pengertian transportasi pada tumbuhan adalah proses pengambilan dan pengeluaran zat-zat ke seluruh bagian tubuh tumbuhan. Tanaman memiliki sistem transportasi yang mengalirkan air dan garam mineral (ion-ion) dari tanah yang diserap oleh akar, dan dialirkan ke berbagai aerial tanaman melalui batang.

Pada tumbuhan tingkat rendah, penyerapan air dan nutrisi/ mineral dilakukan melalui seluruh  bagian tubuh. Pada tumbuhan tingkat tinggi proses pengakutan dilakukan pembuluh pengangkut yang terdiri dari xylem dan floem yang merupakan alat transportasi pada tumbuhan tingkat tinggi.

(Baca juga: Pola Pertumbuhan dan Perkembangan pada Manusia)

Adapun jaringan pengangkut pada tumbuhan terdiri atas sel-sel rambut akar yang bertanggung jawab atas masuknya air dan garam mineral ke dalam tubuh tanaman, pembuluh xylem bertugas membawa air dan mineral ke bagian atas tumbuhan, pembuluh floem bertugas membawa gula dan makanan lain ke kedua arah atas dan bawah tumbuhan.

Transportasi Intravaskuler

Istilah intravaskuler berasal dari kata intra yaitu “dalam” dan vaskuler yaitu “pembuluh, maka dapat didefinisikan bahwa transportasi intravaskuler merupakan pengangkutan air dan zat hara melalui pembuluh angkut yaitu xylem dan floem. Proses pengangkutan dalam pembuluh ini terjadi secara vertical yang berarti pengangkutan air ke daun melalui pembuluh xylem, sedangkan pengangkutan hasil fotosintesis dari daun ke seluruh bagian tumbuhan dilakukan oleh pembuluh floem.

Transportasi Ekstravaskuler

Kebalikan dari transportasi intravaskuler, transportasi ekstravaskuler merupakan pengangkutan air dan zat hara tanpa melalui pembuluh angkut baik xylem maupun floem. Pengangkutan ini berjalan dari sel ke sel dan biasanya dengan arah horizontal, dimana dimulai dari epidermis rambut akar, kemudian masuk ke lapisan korteks, lalu ke endodermis dan sampai pada berkas pembuluh angkut. Transportasi ini dapat dibedakan menjadi dua yaitu simplas dan apoplas.

  • Simplas, yaitu system pengangkutan zat dan air pada sel atau jaringan hidup melalui sitosol yang saling bersambungan dan dihubungkan oleh plasmodesmata.
  • Apoplas, yaitu system pengangkutan zat dan air pada sel atau jaringan mati melalui dinding sel dan ruang antar sel. Namun, tidak terjadi jika melalui endodermis karena adanya pita kaspari.

Ilustrasi mekanisme pengangkutan air dari akar ke daun. Foto: Archyworldys

Proses fotosintesis pada tumbuhan hanya membutuhkan tiga komponen utama, yaitu air, karbondioksida, dan klorofil dengan bantuan cahaya matahari. Air yang telah diserap akar harus sampai ke daun untuk bisa berfotosintesis. Bagaimana mekanisme pengangkutan air dari akar ke daun?

Untuk mengangkut air dan garam mineral, tumbuhan memerlukan suatu proses pengangkutan. Pengangkutan zat ini dilakukan oleh jaringan pengangkut yang melalui berkas pembuluh. Meski begitu, ada pula pengangkutan air dan garam mineral yang tidak diangkut secara langsung, atau di luar berkas pembuluh xilem dan floem.

Dengan demikian, pengangkutan air dan garam mineral pada tumbuhan dapat melalui dua cara, yaitu pengangkutan ekstravaskuler dan intravaskuler. Selengkapnya, simak penjelasan berikut.

Mekanisme Pengangkutan Air pada Tumbuhan

Ilustrasi mekanisme pengangkutan air pada tumbuhan. Foto: Cool Kids Arena

1. Pengangkutan Ekstravaskuler

Mengutip buku Biologi SMA/MA Kelas XI oleh Sri Widayati dkk (2009), pengangkutan ekstravaskuler adalah proses pengangkutan di mana tumbuhan dapat menyerap air dari tanah ke dalam tubuh melewati satu sel ke sel lain secara horizontal.

Maksudnya, pengangkutan air dimulai dari penyerapan oleh bulu akar, lalu masuk menuju sel-sel epidermis. Dari sel epidermis, air menuju korteks dan diteruskan ke sel-sel endodermis hingga masuk ke stele. Dari korteks, air didistribusikan menuju sel-sel untuk proses metabolisme tubuh.

Ada dua cara yang dapat ditempuh tumbuhan untuk melakukan pengangkutan ekstravaskuler, yaitu:

  • Pengangkutan simplas, merupakan sistem pengangkutan air melalui bagian hidup dari satu sel ke sel lainnya. Air dapat terangkut ke dalam tubuh dengan transport aktif dan osmosis melalui plasmodesmata.

  • Pengangkutan apoplas, yaitu mengangkut air melalui bagian sel yang tidak hidup, misalnya dinding sel dan ruang antarsel, baik secara difusi maupun transpor pasif.

2. Pengangkutan Intravaskuler

Pengangkutan intravaskuler adalah pengangkutan air dan zat terlarut yang terjadi di dalam berkas pembuluh xilem dan floem secara vertikal. Yang dimaksud dengan vertikal adalah pengangkutan air dan zat terlarut dari akar menuju daun oleh xilem.

Pengangkutan ini diawali dengan penyerapan zat melalui rambut akar. Lalu, zat tersebut menuju epidermis dan terus mengalir menuju korteks hingga diteruskan ke sel-sel endodermis.

Selanjutnya, air dan zat terlarut masuk ke berkas pembuluh xilem akar, kemudian diteruskan menuju xilem batang hingga xilem daun. Di dalam xilem daun, zat-zat yang berguna masuk ke parenkim mesofil sebagai bahan proses fotosintesis.

Proses fotosintesis tersebut nantinya menghasilkan glukosa dan oksigen. Glukosa akan diangkut pembuluh floem menuju seluruh tubuh, oksigen dikeluarkan tumbuhan lewat stomata, sementara air sisa metabolisme dikeluarkan lewat proses transpirasi.

Faktor-faktor yang Mempengaruhi Kecepatan Pengangkutan Zat pada Tumbuhan

Ilustrasi fotosintesis. Foto: Nobowa.com

Kecepatan pengangkutan air dan zat-zat lain pada tumbuhan dipengaruhi oleh beberapa faktor, di antaranya:

Semakin tinggi kelembapan udara di sekitar tumbuhan, difusi yang terjadi di dalam tumbuhan berlangsung lambat. Sebaliknya, apabila kelembapan udara lingkungan semakin rendah, maka difusi di dalam tumbuhan akan semakin cepat.

Semakin tinggi suhu lingkungan serta intensitas cahaya yang menningkat dan angin yang semakin kencang, maka laju transpirasi tumbuhan akan semakin tinggi. Begitu pula sebaliknya, suhu lingkungan, intensitas cahaya, dan angin yang semakin besar menyebabkan proses pengangkutan zat berlangsung lebih lambat.

3. Kandungan air dalam tanah

Kandungan air dalam tanah juga memengaruhi kecepatan pengangkutan air. Semakin banyak kandungan air yang ada di dalam tanah, maka potensial air semakin tinggi. Hal itu menyebabkan proses transportasi zat pada xilem dan laju transpirasi semakin meningkat.