Bryophytes: karakteristik umum, filogeni, klasifikasi, reproduksi

Bryophytes atau bryophytes, juga dikenal sebagai lumut, adalah tanaman kecil non-vaskular yang tumbuh di lingkungan yang lembab dan pada berbagai permukaan seperti batu, tanah, batang, dan lainnya. Sekitar 24.000 spesies diketahui dan berkat kemampuannya untuk mentolerir rentang suhu yang luas, didistribusikan di Arktik, tropis, dan bahkan di gurun.

Secara historis, kelompok ini telah diklasifikasikan menjadi tiga kelompok utama: hati, anthocerote dan lumut. Saat ini, klasifikasi ini dianggap paraphyletic, karena antocerotes lebih terkait dengan tanaman vaskular dibandingkan dengan sisa bryophytes.

Bryophytes, seperti halnya tanaman, mengandung serangkaian pigmen seperti klorofil, karoten, dan xanthofil. Siklus hidupnya meliputi proses generasi yang berganti-ganti, yang disebut gametophyte dan sporophyte.

Setiap generasi berbeda dari yang lain dalam hal jumlah kromosom, bentuk dan fungsi. Mereka juga memiliki reproduksi aseksual dengan proses tunas dan fragmentasi.

Berkat kepekaannya, bryophytes berguna di kawasan konservasi, karena berfungsi sebagai indikator lingkungan dari polusi udara.

Sering kali, karena kesamaan morfologisnya, beberapa alga atau lumut disebut "lumut" secara tidak benar. Dengan cara yang sama, istilah "lumut" dan "bryofit" telah digunakan sangat longgar dalam literatur. Sebenarnya, lumut atau bryophytes adalah clade yang tidak termasuk lumut hati dan antorceras.

Karakteristik umum

Ahli botani membagi organisme studi mereka menjadi dua kelompok besar tanaman terestrial: bryofita atau tanaman non-vaskular dan trakeofit atau tanaman vaskular.

Bryophytes ditandai dengan ukuran kecil dan tumbuh dalam struktur yang sangat dikemas mengingatkan pada bantal atau bantal. Kami menemukannya di berbagai jenis batu dan batang di tanah dan sebagai epifit di pohon-pohon hutan.

Semua bryophytes gigih secara ekologis dan fase yang melakukan proses fotosintesis adalah gametophyte yang bersifat haploid. Fase sporofit diploid dan tumbuh sebagai batang tanpa cabang dan sporangium terminal. Hal ini ditandai dengan keberadaan sesaat dan hidup berlabuh dengan gametofit karena alasan gizi.

Secara morfologis, strukturnya mungkin menyerupai struktur tanaman vaskular. Dalam gametofit, rizoid dan "daun" akut kecil dapat dibedakan. Namun, mereka berbeda dari mereka dengan karakteristik tertentu.

Meskipun bryophytes kekurangan jaringan pembuluh darah sejati yang bertanggung jawab untuk pengangkutan gula dan nutrisi lainnya, mereka memiliki struktur homolog yang disebut hidroid. Tumbuhan ini tidak pernah membentuk xilem, jaringan konduktif lignifikasi yang bertanggung jawab untuk pengangkutan garam dan air dalam tanaman vaskular.

Habitat

Bryophytes memiliki tingkat toleransi lingkungan yang relatif luas. Mereka dapat hidup dan berkembang di lingkungan yang hangat dan sedang, basah atau teduh. Mereka juga dapat ditemukan di rawa-rawa.

Spesies tertentu adalah genus Sphagnum atau lumut gambut yang menutupi 1% permukaan seluruh dunia. Di antara kekhasannya adalah retensi jumlah air yang sangat besar, dari 20 hingga 30 kali beratnya.

Filogeni

Filogeni yang terdiri dari tanaman dengan stomata dibagi menjadi dua cabang besar, yang satu mengarah ke tanaman batang yang baru jadi - anterofit - sedangkan jalur lainnya mengarah ke tanaman dengan sistem konduksi yang sangat efisien.

Kelompok terakhir ini dikenal sebagai hemitrakeofitas dan termasuk bryophytes atau lumut, dengan sistem konduksi yang belum sempurna dan tracheophytes, yang meliputi tanaman vaskular yang memiliki pembuluh konduktif yang benar.

Karena filogeni bryophytes telah berubah selama bertahun-tahun, kami akan membuat deskripsi berdasarkan skema temporal:

Perspektif sejarah

Tiga garis keturunan bryophytes yang diketahui adalah hati, anthocerote dan lumut. Hubungan antara mereka tetap tidak diketahui selama bertahun-tahun dan merupakan salah satu pertanyaan paling penting dalam biologi evolusi tanaman.

Banyak hipotesis yang diajukan termasuk susunan pohon yang berbeda, umumnya menganggap bryophytes sebagai tingkatan dari tiga garis keturunan monofiletik yang disebutkan di atas.

Beberapa penulis berpendapat bahwa lumut hati adalah kelompok saudara dari embriofitas lain, dan yang lain mengusulkan anthocerotes sebagai kelompok saudara.

Sebelumnya bryophytes dianggap sebagai filum tunggal, yang berada di posisi tengah antara alga dan tanaman vaskular.

Filogeni saat ini

Biologi molekuler dan keberadaan program komputer yang kuat telah merevolusi rekonstruksi filogeni, memungkinkan analisis sejumlah besar data. Dengan demikian, filogeni yang diperoleh dengan menggunakan karakter morfologis dapat didukung.

Saat ini, berbagai kesimpulan telah dicapai. Sekarang dapat diterima bahwa ketiga kelompok bryofit yang disebutkan terdiri dari tiga garis keturunan yang terpisah secara evolusioner.

Dengan menggunakan karakteristik struktural genom dan data sekuens, ditemukan bahwa anthocerote adalah yang paling dekat dengan trakeofit.

Klasifikasi

Spesies bryophyte diklasifikasikan menjadi tiga filum: Marchantiophyta (lumut hati), Bryophyta (lumut) dan Anthocerotophyta (anthocerotes). Sebagaimana dibahas, mereka tidak membentuk kelompok monofiletik - kelompok yang berisi leluhur bersama terbaru dan semua turunannya - sehingga mereka mewakili derajat evolusi evolusi embriofit.

Dari tiga kelompok, kami menemukan keragaman terbesar di lumut, dengan lebih dari 15.000 spesies yang diakui sejauh ini.

Hati

Liverwort biasanya hidup di daerah tropis Amerika. Ukurannya kecil, meskipun beberapa spesies bisa mencapai 30 cm. Protonema bersifat globose, gametophyte adalah thallus sederhana atau dengan ruang udara.

"Daun" disusun dalam tiga kolom dan dibagi menjadi lebih dari dua lobus, tanpa vena tengah. Mereka tidak memiliki stomata dan mereka memiliki organel khusus yang disebut tubuh oleasos.

Antocerote

Mereka dicirikan oleh protonema globose, bentuk gametophyte adalah thallus sederhana. Mereka menghadirkan plastid dan pirinoiode.

Lumut

Lumut adalah kelompok kosmopolitan yang dibagi menjadi tiga ordo: bryale, sphagnales, dan andraeales. Protonema berfilamen dan susunan "daun" berbentuk spiral dan dengan adanya vena tengah. Itu tidak menyajikan organel khusus.

Berbeda dengan kelompok sebelumnya, rizoid berwarna coklat dan terdiri dari beberapa sel. Stomata hadir dalam kapsul sporophyte, yang kompleks dengan operkulum, jati dan leher.

Reproduksi

Bryophytes memiliki siklus hidup yang melibatkan dua generasi: gametophyte dan sporophyte. Sel pertama gametofit adalah spora yang ketika perkecambahan diubah menjadi struktur berserat, berlapis, berserat, antara lain yang disebut protonema.

Protonema

Protonema melekat ke tanah oleh pelengkap yang kekurangan klorofil yang disebut rizoid. Dari protonema berasal wabah yang, pada gilirannya, berasal dari gametofit kompleks.

Struktur ini adalah fase haploid dari siklus hidup dan ditandai dengan memiliki thallus yang kecil, rata atau berdaun. Dalam beberapa kasus menyerupai alga filamen secara morfologis.

Dalam kasus pertama, thallus adalah pita berlubang yang bercabang menjadi dua dan menggunakan rhizoids untuk menempel pada substrat. Sebaliknya, jika thallus adalah foliose, strukturnya terdiri dari poros yang menyerupai batang dan daun dilahirkan darinya. Seperti pada kelopak yang rata, foliosy melekat pada substrat melalui rizoid.

Meskipun ada struktur yang menyerupai batang, daun dan akar tanaman vaskular, pada bryophytes tidak ada pembuluh dan organ-organ ini lebih sederhana.

Perbedaan lain terkait dengan endapan kromosom, gametofit adalah haploid sedangkan pada tanaman daun, akar dan lainnya diploid.

Gametofit

Gametofit menghasilkan struktur secara aseksual, meskipun juga memiliki organ seksual. Reproduksi aseksual terjadi dengan cara tunas atau fragmen thallus. Jika struktur ini terletak di daerah dengan kondisi lingkungan yang menguntungkan, mereka akan dapat mengembangkan protonema dan gametofit baru.

Dengan cara yang sama, organ seksual dikenal sebagai archegonia (organ wanita dalam bentuk botol) dan anteridia (organ jantan globose) dan dapat ditemukan secara berbeda.

Dalam gametofit taloid, organ seksual ditemukan di dalam tanaman. Beberapa bryophytes bisa monoecious dan yang lain bisa dioecious.

Organ seks pria menghasilkan jenis sel dengan dua flagela yang disebut anterozoid. Kehadiran air sangat penting untuk pembuahan terjadi karena sperma dapat menggunakan flagela mereka untuk berenang jarak pendek. Beginilah reproduksi seksual terjadi.

Sporofit

Saat oosfer berkembang, sel-sel yang terletak di leher archegonium menghilang dan isinya dilepaskan oleh pecahnya apeks. Anterozoid dikeluarkan dan hanya satu dari mereka yang dapat membuka penutup oosfer. Pada titik ini struktur diploid pertama terbentuk: sporofit.

Sporofit berkembang melalui pembelahan sel sampai terbentuk kaki dan sel-sel lain membentuk organ sporofit. Sel-sel perut archegonium memberikan asal ke struktur yang disebut caliptra.

Dibandingkan dengan gametofit, sporofit berumur pendek dan strukturnya tidak semenarik dan semenarik gametofit.

Siklus hidup yang dijelaskan sebelumnya sangat mirip dalam tiga kelompok bryofita, dengan pengecualian bahwa beberapa struktur berbeda dalam morfologi dan disposisi mereka.