Penyerbukan dan Pembuahan pada Bunga

Penyerbukan adalah jatuhnya serbuk sari pada permukaan stigma atau kepala putik. Penyerbukan adalah bagian penting dari proses reproduksi tumbuhan biji. stigma yang sudah matang biasanya mengeluarkan lendir yang berisi larutan gula dan zat-zat lain yang diperlukan untuk perkecambahan serbuk sari.

Jika serbuk sari jatuh pada stigma “kepala putik” bahwa dalam keadaan normal ia akan menyerap cairan yang dihasilkan oleh putik, maka akan membengkak dan berkecambah. Pada saat itu salah satu dari pori-pori di dinding luarpolen akan pecah.

Oleh karena itu butir polen terus menerus menyerap cairan dari stigma maka volume yang semakin besar dan isi polen (protoplasma + dua unit inti) yang terbungkus oleh selaput tipis dan lunak bisa keluar melalui pori-pori yang telah pecah  sebagai tabung polen (pollen tube).

Baca juga:

Apa yang Dimaksud Penyerbukan Tetangga?

Ciri-ciri Penyerbukan Sendiri

Sebelum perkecambahan, serbuk sari biji-bijian masing-masing berisi dua inti buah disebut nukleus vegetatif dan generatif inti. Pada saat mulai berkecambah, inti generatif (juga disebut sperma inti) membagi sehingga tabung polen ada dua sperma inti (sperm nuclei) dan inti vegetatif (tube nucleus). Pertumbuhan tabung polen diatur sepenuhnya oleh inti vegetatif, sedangkan tugas kedua dari nukleus sperma melakukan fertilisasi bakal biji.

Polen yang berkecambah diatas kepala putik stigma akan tumbuh memanjang ke bawah dan ke saluran tangkai putik (carnalis stylinus) menuju ruang (ovarium) sampai ujung menyentuh embrio (saccus embrionalis ). Dengan demikian tabung polen harus lebih panjang dari putik tangkai. Secara umum, pertumbuhan tabung polen dalam saluran putik tangkai berjalan lambat. Untuk mencapai ruang, buah biasanya akan memakan waktu 5-60 jam. Namun, kadang-kadang bisa sampai 5 hari atau lebih.

Penyerbukan berhasil akan segera diikuti oleh pertumbuhan bubuk buluh memasuki saluran putik menuju bakal biji. Dalam bakal biji terjadi peristiwa penting berikutnya, pembuahan.

Jenis Penyerbukan

a. Penyerbukan Abiotik

Penyerbukan abiotik mengacu pada situasi di mana penyerbukan dimediasi tanpa keterlibatan organisme lain. Hanya 10% dari tanaman berbunga diserbuki tanpa bantuan hewan. Bentuk yang paling umum dari penyerbukan abiotik, anemophily, diserbuki oleh angin.

Bentuk dominan penyerbukan di rumput, sebagian besar konifer dan daun pohon banyak. Hydrophily diserbuki oleh air, dan terjadi pada tanaman air yang melepaskan serbuk sari mereka langsung ke dalam air sekitarnya. Sekitar 80% dari semua penyerbukan biotik tanaman. Dalam gymnosperma, penyerbukan biotik umumnya insidental ketika itu terjadi, meskipun beberapa gymnosperma dan penyerbuk mereka diadaptasi untuk penyerbukan.

Contoh yang paling terkenal mungkin anggota ketertiban Cycadales dan spesies terkait kumbang. Conifera Paling anemophilous, mereka bergantung pada penyerbukan angin. Spesies abiotik diserbuki, 98% adalah anemophilous dan hydrophilous 2%, yang diserbuki oleh air.

b. Penyerbukan Biotik

Secara umum, proses penyerbukan membutuhkan penyerbuk atau organisme yang membawa atau memindahkan serbuk sari dari anter ke bagian reseptif putik. Ini adalah penyerbukan biotik.

Ciri-ciri berbagai jenis bunga (dan kombinasinya) diferensial yang menarik satu atau jenis lain dari penyerbuk dikenal sebagai sindrom penyerbukan. Di alam liar ada sekitar 200.000 jenis penyerbuk hewan, yang sebagian besar adalah serangga. Entomophily, penyerbukan oleh serangga, sering terjadi pada tanaman yang telah dikembangkan kelopak berwarna dan aroma yang kuat untuk menarik serangga seperti lebah, tawon dan kadang-kadang semut (Hymenoptera), kumbang (Coleoptera), ngengat dan kupu-kupu (Lepidoptera), dan lalat (Diptera).

Dalam zoophily, penyerbukan dilakukan oleh vertebrata seperti burung dan kelelawar, pada kelelawar tertentu, Kolibri, sunbirds, spiderhunters, honeyeaters, dan buah. Tanaman disesuaikan dengan penggunaan kelelawar atau ngengat sebagai penyerbuk biasanya memiliki kelopak putih dan aroma yang kuat, sedangkan tanaman yang menggunakan burung sebagai penyerbuk cenderung mengembangkan kelopak merah dan jarang mengembangkan aroma (beberapa burung mengandalkan indera penciuman untuk menemukan tanaman pangan).

Proses Pembuahan

Pembuahan terjadi pada embrio dari uterus bakal biji yang telah masak yang sudah berisi delapan inti (inti), yang terletak telah disusun dalam tiga kelompok sebagai berikut :

• Kelompok pertama, terdiri atas 1 inti sel telur, + 2 inti sinergid, yang terletak di embrio dekat ujung mikropile.
• Kelompok kedua, terdiri dari dua inti polar, yang terletak di tengah-tengah kandung  embrio.
• Kelompok ketiga, yang terdiri dari tiga inti antipodal, yang terletak di ujung kandung  embrio, yaitu jarak terjauh dari inti sel telur atau mikropile (dekat chalaza).

Setelah bisa masuk ke ruang bakal buah, bagian ujung  yang bergerak menuju salah satu dari bakal biji. Pollen tube dapat bersentuhan dengan nuclleus melalui mikropile, kemudian masuk ke dalam jaringan sampai akhir kandung embrio. Setelah menyelesaikan tugas, inti vegetatif dan kemudian mati dengan protoplasma yang berada di tabung polen.

Sementara itu, inti sperma kedua telah dimasukkan ke dalam kandung embrio untuk pembuahan. Salah satu inti sperma bergabung dengan inti sel telur dan menjadi zigot, sedangkan inti sperma kedua bergabung dengan dua inti polar dan kemudian membangun jaringan endosperm. Peleburan diri antara inti sperma dengan inti sel telur disebut konsepsi (fertilization ).

Peristiwa ini disebut pembuahan ganda terjadi karena dalam pembuahan embrio terjadi dua macam pembahan, yaitu sperma inti dengan inti sel telur dan inti sperma dengan kedua inti kutub. Setiap butir serbuk hanya bisa membuahi satu bakal biji. Dengan demikian, buah yang mengandung banyak biji akan memerlukan banyak butir serbuk sari untuk pembuahan.

Pembuahan akan berjalan lancar ketika serbuk sari dan telur inti yang sehat dan subur (fertile). Pollen harus memiliki kemampuan untuk tumbuh tinggi, sementara stigma harus memiliki medium yang baik untuk serbuk sari perkecambahan dan pertumbuhan selanjutnya.Kegagalan fertilisasi dapat disebabkan oleh beberapa faktor, yaitu karena serbuk sari dan sel telur mandul (steril) atau polennya tidak cocok untuk bergabung dengan telur (inkonsistensi / kompatibel).

Dalam kandung embrio, hanya tiga buah inti yang mengambil bagian dalam pembuahan. Lima inti lainny, yang tidak dibuahi, ia akan segera mati setelah proses pembuahan berakhir. Setelah pembuahan, buah bersama-sama dengan bagian-bagian lain akan tumbuh menjadi besar saat mengalami perubahan bentuk seperti :

• Inti sel telur akan menjadi zigot,
• Dua inti polar menjadi endosperm,
• Inti bakal biji menjadi perisperm (perispermium),
• Lapisan bagian dalam ovula ke kulit biji bagian dalam (tegmen),
• Selaput luar dari ovula ke kulit luar bakal biji (tessta),
• Ovula menjadi biji,
• Daun buah menjadi kulit buah,
• Bakal buah menjadi buah.

Zigot yang terjadi sebagai akibat dari perpaduan antara telur diri inti dengan inti sperma, maka akan tumbuh menjadi embrio. Embrio adalah calon tanaman yang masih kecil dalam biji dan akan memiliki akar (radikula), akan batang (caucaliculus), dan tunas (plumula).

Embrio yang terbentuk mungkin memiliki satu atau dua helai keping (cotyledon), tergantung pada jenis tanaman. Pada tumbuhan berkeping dua (dicotyledone), akar akan tumbuh menjadi akar tunggang. Tumbuhan berkeping satu (monocotyledoneane) akar akan mati selama perkecambahan biji dan membentuk akar-akar serabut yang tumbuh di pangkal batang.

Sebelum tumbuh menjadi embrio, zigot biasanya akan beristirahat Selema beberapa waktu sehingga dalam pertama satu atau dua minggu tidak dapat diketahui dengan pasti apakah pembuahan gagal. Akan buah dalam waktu 3-4 minggu belum menunjukkan pertumbuhan jika tidak menjadi besar biasanya buah akan lekas gugur.

Endosperm yang terjadi karena penggabungan diri antara inti sperma dan dua inti polar. Kemudian akan membelah berulang-ulang dan tumbuh menjadi jaringan besar. Endosperm mengandung nutrisi untuk pertumbuhan embrio.

• Pengangkutan serbuk sari (pollen) dari kepala sari ke putik
• Peristiwa jatuhnya serbuk sari di atas kepala putik

Penyerbukan di Alam

Pola variasi genetik di alam sangat ditentukan oleh mekanisme penyerbukan pada tanaman (Bawa dan Hadley, 1990; Griffin dan Sedgley, 1989). Dalam hal ini, adalah sangat penting untuk memahami fungsi tanaman sebagai bagian dari populasi – terutama dalam konteks spesies yang biotically pollinated – sebagai suatu sistem ekologis yang lebih kompleks.

Maksud dari manajemen polinasi/penyerbukan (pollination management) adalah untuk memastikan bahwa transfer tepung sari dari genotip yang dibutuhkan telah mencukupi untuk dapat memproduksi biji dalam kualitas dan kuantitas yang optimal.

Macam Penyerbukan Di Alam

a. Penyerbukan tertutup (kleistogami)

Terjadi jika putik diserbuki oleh serbuk sari dari bunga yang sama. Penyerbukan tertutup (kleistogami) dapat disebabkan oleh :

• Putik dan serbuk sari masak sebelum terjadinya anthesis (bunga mekar)
• Konstruksi bunga menghalangi terjadinya penyerbukan silang (dari luar), misalnya pada bunga dengan kelopak besar dan menutup.

Contoh : familia Papilionaceae 

b. Penyerbukan terbuka (kasmogami)

Terjadi jika putik diserbuki oleh serbuk sari dari bunga yang berbeda. Hal ini dapat terjadi jika putik dan serbuk sari masak setelah terjadinya anthesis (bunga mekar). Beberapa tipe penyerbukan terbuka yang mungkin terjadi :

• Autogamie: putik diserbuki oleh serbuk sari dari bunga yang sama
• Geitonogamie: putik diserbuki oleh serbuk sari dari bunga yg berbeda, dalam pohon yg sama
• Allogamie (Silang): putik diserbuki oleh serbuk sari dari tanaman lain yg sejenis
• Xenogamie (asing): putik diserbuki oleh serbuk sari dari tanaman lain yg tidak sejenis

Beberapa tipe bunga yang memungkinkan terjadinya penyerbukan terbuka :

1. Dikogami : Putik dan benang sari masak dalam waktu yang tidak bersamaan.

2. Protandri : benang sari lebih dahulu masak daripada putik

3. Protogini : putik lebih dahulu masak daripada benang sari

4. Herkogami : Bunga yang berbentuk sedemikian rupa hingga penyerbukan sendiri tidak dapat terjadi. Misal Panili yang memiliki kepala putik yang tertutup selaput (rostellum).

5. Heterostili : Bunga memiliki tangkai putik (stylus) dan tangkai sari (filamentum) yg tidak sama panjangnya.

• tangkai putik pendek (microstylus) dan tangkai sari panjang
• tangkai putik panjang (macrostylus) dan tangkai sari pendek

Tipe bunga yang penyerbukannya membutuhkan bantuan agen pembantu penyerbukan (pollinator); meliputi :

1. Anemofili (bunga yang penyerbukannya dibantu oleh angin)

2. Entomofili (bunga yang penyerbukannya dibantu oleh serangga)

3. Ornitofili (bunga yang penyerbukannya dibantu oleh burung)

4. Kiropterofili (bunga yang penyerbukannya dibantu oleh kelelawar)