Metagenesis Lumut dan Paku

Estafet Dua Generasi

Siklus hidup lumut dan paku adalah pergiliran keturunan tanpa henti antara fase penghasil gamet dan penghasil spora.

Tidak seperti manusia atau hewan yang tumbuh langsung dari bayi hingga dewasa dengan satu jenis set kromosom yang tetap, lumut dan tumbuhan paku menjalani metagenesis (pergiliran keturunan). Bayangkan siklus hidup mereka seperti sebuah perlombaan lari estafet dua babak yang berlangsung terus-menerus.

Diagram metagenesis tumbuhan menunjukkan pergiliran keturunan antara generasi gametofit haploid dan sporofit diploid.

Pada babak pertama, pelari yang bertugas adalah generasi Gametofit, yaitu tubuh tumbuhan yang tersusun dari sel-sel berkromosom tunggal atau haploid ($n$). Gametofit bertugas menghasilkan sel kelamin (sperma dan sel telur). Ketika sperma membuahi sel telur melalui fertilisasi, tongkat estafet diserahkan: terbentuklah sel diploid ($2n$) berupa zigot.

Zigot ini kemudian tumbuh menjadi pelari babak kedua, yaitu generasi Sporofit, yang tubuhnya tersusun dari sel-sel berkromosom berpasangan atau diploid ($2n$). Sporofit bertugas menghasilkan spora melalui pembelahan reduksi atau meiosis. Begitu spora yang haploid ($n$) matang dan tersebar, siklus berputar kembali ke generasi gametofit.

Mekanisme pergiliran teratur inilah yang menjadikan Opsi B (Mengalami pergiliran keturunan) sebagai kesamaan paling fundamental yang menyatukan siklus hidup lumut dan paku.

Melirik Wujud Asli Lumut

Pada tumbuhan lumut, generasi yang paling mendominasi wujud fisiknya sehari-hari adalah fase gametofit.

Hamparan hijau lembut menyerupai permadani yang sering kita jumpai menempel di bebatuan basah, dinding bata lembap, atau tepian sumur sebenarnya adalah wujud dari generasi gametofit ($n$). Fase ini merupakan fase vegetatif utama lumut yang berumur panjang dan mampu menyusun makanannya sendiri.

Struktur lumut yang memperlihatkan fase gametofit hijau di bagian dasar dan kapsul sporofit yang tumbuh menjulang di atasnya. Gambar: Bob Blaylock, CC BY-SA 4.0 — Wikimedia Commons

Lalu, di manakah generasi sporofit ($2n$) pada lumut? Seperti yang terlihat pada gambar di atas, sporofit lumut tidak berupa semak tersendiri, melainkan hanya berupa tangkai kecil dengan kapsul sporofit ($2n$) di ujungnya yang menumpang hidup langsung di atas tubuh gametofit hijau ($n$). Kapsul sporofit ini menempel dan menyerap air serta nutrisi dari induk gametofitnya, lalu layu setelah melepaskan spora.

Fakta ini menjelaskan mengapa Opsi E (Fase gametofit) bukan kesamaan yang tepat. Pada lumut, fase gametofit memiliki durasi yang sangat lama dan mendominasi wujud tubuhnya, sedangkan pada tumbuhan paku kondisinya justru berbalik 180 derajat.

Saat melihat lumut berjejalan hijau melapisi pinggiran sumur yang lembap, struktur hijau seperti karpet tersebut tersusun dari sel-sel yang berada pada fase...

  • Gametofit yang haploid (n)
  • Sporofit yang diploid (2n)
  • Sporangium penghasil spora
  • Protonema yang mikroskopis

Jawaban: Gametofit yang haploid (n)

Struktur hijau berdaun menyerupai karpet yang kita lihat sehari-hari pada lumut merupakan wujud generasi gametofit yang bersifat haploid (n). Sebaliknya, fase sporofit (2n) pada lumut hanya berupa tangkai dan kapsul spora kecil yang menumpang di atas gametofit. Adapun protonema merupakan tahap kecambah awal berbentuk filamen benang halus, bukan karpet daun rimbun yang menempel di tembok.

Fase dominan pada tumbuhan lumut adalah fase gametofit yang haploid (n)

Mengenali Wujud Asli Paku

Kebalikan dari lumut, wujud tumbuhan paku yang berdaun menjari besar adalah fase sporofitnya.

Tanaman paku yang sering kita lihat di pekarangan, di hutan, atau di dalam pot hias—lengkap dengan batang kaku, akar serabut, dan daun-daun hijau yang di baliknya kerap terdapat barisan bintik cokelat penghasil spora (sorus)—merupakan tubuh dari generasi Sporofit ($2n$). Fase sporofit paku berukuran besar, mandiri, dan berumur panjang mendominasi siklus hidupnya.

Perbandingan sporofit paku dewasa dengan sorus di balik daunnya, serta protalium kecil yang menempel di tanah lembap. Gambar: JP Smith, Public Domain — Wikimedia Commons

Bentukan gametofit paku (protalium) berukuran mikroskopis berbentuk pipih menyerupai hati. Gambar: Ilse Anahi Carrasco, CC BY 4.0 — Wikimedia Commons

Lantas, di mana fase Gametofit ($n$) tumbuhan paku berada? Fase gametofit paku berwujud lembaran tipis hijau berbentuk menyerupai daun hati mini yang disebut protalium (seperti tampak pada gambar mikroskopis kedua di atas). Ukurannya hanya beberapa milimeter dan menempel langsung di tanah lembap.

Perbedaan drastis ini memperjelas mengapa Opsi C (Generasi gametofit menghasilkan sperma dan sel telur) dan Opsi E (Fase gametofit) tidak menjadi kesamaan yang tepat: