STOMATA PADA TUMBUHAN

STOMATA

     I.            PENGERTIAN

Daun merupakan penghasil makanan bagi tumbuhan. Pada daun terdapat 3 lapisan yaitu epidermis atas, epidermis bawah, mesofil. Pada bagian epidermis bawah daun terdapat stomata. Stomata (tunggal: stoma) adalah suatu celah pada epidermis yang dibatasi oleh dua sel penutup yang mengelilingi pori-pori kecil yang disebut stoma dan yang berisi kloroplas serta mempunyai bentuk maupun fungsi yang berlainan dengan epidermis. Kata stomata berarti mulut di Yunani karena mereka mengijinkan komunikasi antara lingkungan internal dan eksternal tanaman.

    II.            FUNGSI STOMATA

Fungsi utama stomata adalah untuk memungkinkan gas seperti karbon dioksida, uap air dan oksigen untuk bergerak dengan cepat masuk dan keluar dari daun. Stoma mengambil CO2 dari udara untuk dijadikan bahan fotosintesis, mengeluarkan O2 sebagai hasil fotosintesis. Stomata ibarat hidung kita dimana stomata mengambil CO2 dari udara dan mengeluarkan O2, sedangkan hidung mengambil O2 dan mengeluarkan CO2. Selain stomata, tumbuhan tingkat tinggi juga bernafas melalui lentisel yang terletak pada batang. Stomata ditemukan pada semua bagian di atas tanah tanaman termasuk kelopak bunga, tangkai, lembut rumputan batang dan daun. Mereka terbentuk pada tahap awal perkembangan ini berbagai organ tanaman dan karena itu mencerminkan kondisi lingkungan di mana mereka tumbuh. Fungsi  stomata selanjutnya adalah untuk sebagai jalan masuknya CO2 dari udara pada proses fotosintesis  dan sebagai jalan penguapan (transpirasi). Sel yang mengelilingi stomata atau biasa disebut dengan sel tetangga berperan dalam perubahan osmotik yang menyebabkan gerakan sel penutup.

Sel penutup letaknya dapat sama tinggi, lebih tinggi atau lebih rendah dari sel epidermis lainnya. Bila sama tinggi dengan permukaan epidermis lainnya disebut faneropor, sedangkan jika menonjol atau tenggelam di bawah permukaan disebut kriptopor. Setiap sel penutup mengandung inti yang jelas dan kloroplas yang secara berkala menghasilkan pati. Dinding sel penutup dan sel penjaga sebagian berlapis lignin.

 III.            MACAM – MACAMNYA

Berdasarkan hubungan ontogenetik antara sel penjaga dan sel tetangga, stomata dapat dibagi menjadi tiga tipe, yaitu:

1.      Stomata mesogen, yaitu sel tetangga dan sel penjaga asalnya sama.

2.      Stomata perigen, yaitu sel tetangga berkembang dari sel protoderm yang berdekatan dengan sel induk stomata.

3.      Stomata mesoperigen, yaitu sel-sel yang mengelilingi stomata asalnya berbeda, yang satu atau beberapa sel tetangga dan sel penjaga asalnya sama, sedangkan yang lainnya tidak demikian.

Pada tumbuhan dikotil, berdasarkan susunan sel epidermis yang ada di samping sel penutup dibedakan menjadi empat tipe stomata, yaitu:

a.       Anomositik, sel penutup dikelilingi oleh sejumlah sel yang tidak beda ukuran dan bentuknya dari sel epidermis lainnya. Umum pada Ranuculaceae, Cucurbitaceae, Mavaceae.

b.      Anisositik, sel penutup diiringi 3 buah sel tetangga yang tidak sama besar. Misalnya pada Cruciferae, Nicotiana, Solanum.

c.       Parasitik, setiap sel penutup diiringi sebuah sel tetangga/lebih dengan sumbu panjang sel tetangga itu sejajar sumbu sel penutup serta celah. Pada Rubiaceae, Magnoliaceae, Convolvulaceae, Mimosaceae.

d.      Diasitik, setiap stoma dikelilingi oleh 2 sel tetangga yang tegak lurus terhadap sumbu panjang sel penutup dan celah. Pada Caryophylaceae, Acanthaceae.

 IV.            STRUKTUR ANATOMI DAN MORFOLOGI

Kesinambungan epidermis terputus-putus oleh lubang-lubang kecil sekali. Bagian tersebut adalah ruang antar sel yang dibatasi oleh dua sel yang khas disebut dengan sel penjaga. Sel penjaga bersama-sama dengan lubang di antaranya membentuk stoma. Pada banyak tumbuhan dapat dibedakan antara sel tetangga atau sel pelengkap. Sel tersebut secara morfologi berbeda dari sel epidermis yang khas dan merupakan dua atau lebih sel yang membatasi sel penjaga, yang tampaknya ada hubungan fungsional. Stoma bersama-sama sel tetangga jika ada disebut perlengkapan stomata atau kelompok stomata.

Gambar di bawah ini merupakan contoh stomata pada Rapanea vinosa dan Clusia ciruva di jaringan epidermis bawah.

Jaringan epidermis pada kedua tumbuhan tersebut, memiliki tambahan berupa stomata yang di dekatnya terdapat sel penjaga. Sel tetangga biasanya berkembang dari sel protoderm yang berbatasan dengan sel induk stomatas, tetapi dapat juga berkembang dari sel seasal induk stomata (de Bary, 1877) seperti yang dikutip dari Anatomi Tumbuhan karya A. Fahn. Seperti yang telah disebutkan di atas, berdasarkan hubungan ontogenetik antara sel penjaga dan sel tetangga, stomata dapat dibagi menjadi tiga tipe: stomata mesogen, yaitu sel tetangga dan sel penjaga asalnya sama; stomata perigen, yaitu sel tetangga berkembang dari sel protoderm yang berdekatan dengan sel induk stomata; dan stomata mesoperigen, yaitu sel-sel yang mengelilingi stomata asalnya berbeda, yang satu atau beberapa sel tetangga dan sel penjaga asalnya sama, sedangkan yang lainnya tidak demikian.

Stomata biasa ditemukan pada bagian tumbuhan yang berhubungan dengan udara, terutama di daun, batang biasa, dan rizom. Tidak pada akar dan seluruh permukaan beberapa tumbuhan yang bersifat parasit tanpa klorofil, sepertiu misalnya Monotropa dan Neottia. Akan tetapi, pada Orobanche, meskipun juga tanpa klorofil stomata ditemuka pada batangnya. Stomata terdapat pada beberapa tumbuhan air yang melayang tetapi tidak umum. Stomata dapat juga ditemukan pada daun mahkota, tangkai sari (contohnya pada Colchicum), daun buah, dan biji, tetapi biasanya stomata tersebut tidak berfungsi.

Di bawah stomata dan menuju langsung ke arah mesofil ada ruang antar sel yang disebut ruang substomata. Komposisi kimia dinding sel penjaga sama dengan yang ada pada sel epidermis biasa tumbuhan yang sama. Biasanya sel epidermis tersebut tertutup kutikula yang lazimnya berlanjut pada dinding tersebut yang menghadap depan apertur dan juga sampai kepada sel yang berbatasan dengan ruang substomata.

    V.            OPTIMAL UKURAN LUBANG STOMATA

Teori Optimasi, pertama kali diusulkan oleh Ian Cowan dan Graham Farquhar (1977) menunjukkan bahwa pertukaran gas tanaman adalah optimal jika tanaman adalah memaksimalkan fotosintesis pada tingkat rata-rata tertentu transpirasi. Ini rasio fotosintesis untuk transpirasi mendefinisikan efisiensi penggunaan air sesaat (WUE) tanaman. The WUE daun, bila dibandingkan dengan prinsip-prinsip ekonomi, bisa dianggap analog dengan tingkat bunga pada sumber daya yang diinvestasikan. Sumber daya diinvestasikan dalam hal ini adalah air terjadi, sedangkan bunga adalah karbon yang diperoleh melalui fotosintesis. Ukuran diafragma optimal stomata adalah satu di mana tingkat bunga, WUE, dimaksimalkan sebagai perubahan kondisi lingkungan. lubang stomata biasanya akan bervariasi dalam menanggapi perubahan intensitas cahaya, defisit saturasi uap air ambient dan ketersediaan air tanah. Seperti perubahan diafragma stomata, laju fotosintesis dan transpirasi akan bervariasi karena ukuran pori akan memberikan perlawanan yang sesuai dengan difusi CO2 ke dan H2O keluar dari daun. Kebalikan dari resistensi ini dapat dihitung sebagai konduktansi untuk kedua gas di permukaan daun.

 VI.            KONDUKTANSI STOMATA

Tanaman ahli biologi biasanya mengukur konduktansi stomata menggunakan alat khusus yang disebut IRGA (Infra Red Gas Analyzer).

Alat ini memungkinkan seseorang untuk menjepit daun ke dalam ruang dan fraksi mol relatif CO2 dan uap air memasuki dan meninggalkan ruang dimonitor dari waktu ke waktu. Menyentuh daun termokopel suhu di dalam ruangan sehingga suhu daun dapat dimonitor dalam hubungannya dengan suhu udara yang keluar ruangan. Suhu daun digunakan untuk menentukan konsentrasi molar jenuh uap air di dalam ruang udara antar sel daun. Ketahanan terhadap difusi uap air dari dalam daun ke aliran udara melewati daun dihitung dari selisih antara konsentrasi molar uap air jenuh di dalam ruang udara daun di aliran udara melewati daun. Resistensi akan meningkat dengan penurunan ukuran aperture stomata. The konduktansi stomata untuk uap air menurun sebagai meningkatkan daya tahan. Karena H2O memiliki massa molekul lebih ringan daripada CO2, air biasanya berdifusi 1,6 kali lebih cepat daripada CO2. The konduktansi untuk CO2 ke daun akan menjadi 0,625 kali konduktansi untuk H2O keluar dari daun.

Sebagai menurun konduktansi stomata, WUE akan meningkat jika pengurangan fotosintesis lebih rendah dari penurunan transpirasi. Tanaman jenis ini biasanya menunjukkan respon fisiologis stress kekeringan ringan. Dalam cekaman kekeringan berat, mesin biokimia fotosintesis dapat menjadi rusak. Akibatnya, WUE akan berkurang konduktansi stomata menurun jika penurunan fotosintesis menjadi lebih besar dari pengurangan transpirasi.

VII.            PENYERAPAN POLUTAN UDARA

Meskipun fungsi fisiologis stomata alamat kontrol pertukaran gas yang dibutuhkan untuk metabolisme tanaman, pintu gerbang ke suasana yang disediakan oleh struktur tanaman memungkinkan transportasi gratis gas yang tidak disengaja. polutan udara seperti sulfur dioksida, karbon monoksida dan nitrogen oksida dapat menyerang daun melalui jalur stomata ini gas asing hanya memperoleh konsentrasi yang signifikan di seluruh dunia sejak pertengahan Holosen (dan pada kenyataannya, terutama sejak Revolusi Industri. ), ketika manusia dimulai emisi besar-besaran polusi udara ini sebagai oleh-produk manufaktur dan pembakaran. Sebagai akibat perubahan tanaman banyak spesies pengalaman fungsi metabolisme, sering termasuk pengurangan tingkat pertumbuhan atau perubahan morfologi langsung. Kadang-kadang efek yang rumit untuk mengevaluasi karena efek patogen yang tidak terkait atau stres lainnya dapat beroperasi secara bersamaan dalam suatu ekosistem tertentu, terutama di locales mana manusia mengerahkan kehadiran kuat.

B.     MEKANISME MEMBUKA DAN MENUTUPNYA STOMATA

Stomata dapat membuka dan menutup yang berdasarkan pada ketentuan – ketentuan tertentu untuk berlangsungnya aktivitas tersebut. Hal ini dipengaruhi oleh beberapa faktor yang diantaranya adalah adanya faktor turgiditas. Turgiditas disini merupakan kandungan air yang dapat mempengaruhi kerja stomata. Stomata akan terbuka apabila terdapat kandungan air yang sanagtlah melimpah.