Siklus Pertumbuhan Lumut

Lumut merupakan tumbuhan yang tergolong ke dalam filum Bryophyta. Bryophyta adalah kelompok yang berbeda dari kelompok tumbuhan lain karena tidak memiliki jaringan pembuluh. Secara siklus hidupnya, bryophyta memiliki dua fase dalam siklus hidupnya yaitu gametofit dan sporofit. Pada lumut, fase gametofit lebih dominan dibandingkan dengan fase sporofit. Kelompok lumut yang diketahui antara lain lumut daun, lumut tanduk, dan lumut hati. Berdasarkan jumlah jenis dan persebarannya, lumut daun memiliki jumlah spesies terbanyak dan persebarannya yang sangat luas. Untuk mempelajari siklus hidup lumut, siklus hidup dari lumut daun cenderung lebih digunakan. Oleh karena itu, yuk simak pembahasan terkait siklus hidup lumut.

Sebelum mempelajari siklusnya, berikut adalah struktur tubuh lumut

Pada siklus hidup lumut, terdapat fase gametofit dan fase sporofit dan secara reproduksinya, lumut dapat bereproduksi secara seksual maupun aseksual. Apabila lumut melakukan reproduksi aseksual, maka ada beberapa cara yang dapat dilakukan antara lain protonema dapat tumbuh menghasilkan kuncup baru, jaringan daun yang berada di tanah yang basah dapat menghasilkan protonema yang tumbuh dari kuncup dan menumbuhkan individu lumut baru, rhizoid dapat memproduksi kuncup, dan gemmae yang dapat terbentuk pada rizoid, daun, dan ujung daun. Gemmae yang ada pada lumut daun memiliki peran yang sama seperti pada lumut hati, yaitu apabila gemmae terpisah dari induknya dan jatuh di habitat yang sesuai maka akan terjadi pembelahan sel dan memunculkan individu baru.

Berbeda dengan reproduksi aseksual, reproduksi seksual membutuhkan sel sperma dan sel telur untuk membentuk individu baru. Sebelum masuk ke dalam pembahasan reproduksi seksual, kita harus memahami fase gametofit terlebih dahulu. Fase gametofit inilah yang akan menunjukkan bagaimana individu lumut tumbuh.

Secara umum, fase gametofit pada lumut terdiri dari tiga fase yang dimulai dengan germinasi spora ke percabangan dan membentuk struktur seperti filamen yang disebut protonema. Fase selanjutnya dimulai ketika tunas terbentuk di protonema dan fase yang terakhir adalah ketika tunas tumbuh ke atas, membentuk sudut percabangan, dan mulai membentuk daun serta rizoid yang tersusun rapih secara spiral. Masing-masing protonema akan menghasilkan populasi gametofit berdaun identik secara genetik. Fase ini dapat dilihat pada gambar berikut

Ketika membahas tentang reproduksi seksual, maka perlu adanya proses fertilisasi antara sel sperma dan sel telur. Pada lumut sel sperma dihasilkan oleh antheridia (bentuk jamak dari antheridium) dan sel telur dihasilkan oleh arkegonia (bentuk jamak dari arkegonium). Saat masuk ke tahap reproduksi seksual, lumut akan memproduksi gametangia pada ujung batang gametofit dimana gametangia terdiri dari arkegonia dan antheridia.

Antheridia akan melepaskan sel-sel sperma yang matang ketika kondisi lingkungan berada pada keadaan basah. Masing-masing sel sperma dibantu oleh dorongan dua flagella. Antheridia memiliki struktur seperti kelopak bunga yang mekar untuk membantunya dalam mendorong sel sperma supaya bisa terlepas pada jarak yang jauh. Di sisi lain, arkegonium memiliki struktur leher yang panjang dengan bagian  seperti corong yang cukup tebal. Bagian corong tersebut berperan dalam melindungi sel telur yang ada di dalamnya. 

Ketika sel telur telah matang, bagian lehernya akan terbuka dan membentuk sebuah kanal atau jalur yang akan berperan saat proses fertilisasi. Sel sperma akan dikeluarkan ketika adanya sinyal kimiawi yang diberikan oleh sel telur di dalam arkegonium. Sel sperma akan dilepaskan dari anteridium ke arkegonium melalui struktur yang ada dan sel sperma akan masuk melalui kanal yang sebelumnya telah dibuat di dalam arkegonium. Apabila sel sperma telah mencapai sel telur maka akan terjadi proses fertilisasi yang menghasilkan sel zigot.

Fase sporofit dimulai sejak terbentuknya sel zigot hasil fertilisasi. Sel zigot kemudian akan berkembang menjadi embrio yang nantinya berdiferensiasi menjadi bagian kaki, seta, dan sporangium. Bagian kaki akan penetrasi atau masuk menuju batang gametofit dimana terdapat transpor air melalui sel dan perpindahan nutrisi dari gametofit ke sporofit. Bagian seta akan memanjang secara cepat dan membentuk sporangium di bagian atas setelah daun gametofit. Arkegonium akan bertambah besar sejalan dengan bertambahnya ukuran sporofit, yang kemudian akan membentuk sebuah struktur disebut kaliptra. 

Apabila telah mencapai umur dewasa, sporangium dewasa (kapsul) dan seta akan memiliki struktur anatomi yang lebih kompleks seperti dinding epidermis yang lebih tebal, adanya lapisan kutikula, adanya stomata, adanya bagian korteks, serta adanya jaringan pendukung lainnya. Ketika mencapai umur dewasa, seta akan mencapai ukuran yang tinggi dan siap untuk masuk ke tahap penyebaran spora. Kapsul yang telah dewasa akan menjadi kering dan membentuk struktur seperti lidah yang disebut operkulum. Operkulum dikelilingi oleh gigi peristom yang berfungsi untuk melindungi spora dan akan terbuka apabila lingkungan mendukung. 

Ketika berada pada lingkungan dengan kelembaban tinggi, gigi peristome akan melipat ke dalam untuk melindungi spora, sedangkan pada lingkungan yang kering gigi peristom akan meluruskan bentuk mereka dan mengeluarkan sebagian spora dengan bantuan angin. Dengan demikian, spora yang terbang dan jatuh ke lingkungan baru akan tumbuh menjadi individu baru jika keadaan lingkungannya mendukung.

Referensi:

[1] Plant Biology UC Davis. 2015. Bryophytes. http://www-plb.ucdavis.edu/courses/bis/1c/text/Chapter22nf.pdf. Diakses pada Sabtu, 27 Juni 2020 pk. 15.30 WIB.