Penyerbukan dan pembuahan pada bunga

Penyerbukan, atau polinasi (pollination cf. pollen, “serbuk sari”), adalah jatuhnya serbuk sari pada permukaan stigma. Dalam sebagian besar bunga, acara ini berarti “jatuh pada bagian 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 ).

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

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.

Penyerbukan Biotik

Secara umum, proses penyerbukan membutuhkan penyerbuk: 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

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 :

1. Kelompok pertama, terdiri atas 1 inti sel telur, + 2 inti sinergid, yang terletak di embrio dekat ujung mikropile.
2. Kelompok kedua, terdiri dari dua inti polar, yang terletak di tengah-tengah kandung  embrio.
3. 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 :

1. Inti sel telur akan menjadi zigot,
2. Dua inti polar menjadi endosperm,
3. Inti bakal biji menjadi perisperm (perispermium),
4. Lapisan bagian dalam ovula ke kulit biji bagian dalam (tegmen),
5. Selaput luar dari ovula ke kulit luar bakal biji (tessta),
6. Ovula menjadi biji,
7. Daun buah menjadi kulit buah,
8. 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 Dialam

• Penyerbukan tertutup (kleistogami)

Terjadi jika putik diserbuki oleh serbuk sari dari bunga yang sama. Dapat ddisebabkan oleh :

1. Putik dan serbuk sari masak sebelum terjadinya anthesis (bunga mekar)
2. Konstruksi bunga menghalangi terjadinya penyerbukan silang (dari luar), misalnya pada bunga dengan kelopak besar dan menutup.
   Contoh : familia Papilionaceae 

• 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 :

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

Beberapa tipe bunga yang memungkinkan terjadinya penyerbukan terbuka :

• Dikogami

Putik dan benang sari masak dalam waktu yang tidak bersamaan.

1. Protandri : benang sari lebih dahulu masak daripada putik
2. Protogini : putik lebih dahulu masak daripada benang sari

• Herkogami

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

• Heterostili

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

1. tangkai putik pendek (microstylus) dan tangkai sari panjang
2. 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)

Agen pembantu penyerbukan di alam

Proses penyerbukan biasanya membutuhkan bantuan agen atau vektor untuk menjamin terjadinya transfer (perpindahan) tepung sari menuju ke kepala putik. Dari jenisnya, agen tersebut dapat dibedakan menjadi :

• Agen Biotik

Penyerbukan dengan bantuan agen biotik biasanya terjadi di daerah tropis. Contoh agen biotik : serangga, kelelawar, burung

• Agen Abiotik

Penyerbukan dengan bantuan agen abiotik biasa terjadi di daerah temperate. Contoh agen abiotik : angin, air

Pada penyerbukan biotik, proses penyerbukan merupakan resultan dari serangkaian interaksi yang telah terbentuk antara tanaman berbunga dan pollinatornya, yang dikondisikan oleh lingkungan menjelang dan selama anthesis. Dengan demikian, keberhasilan penyerbukan mensyaratkan adanya kemampuan dari pollinator untuk membangun sejumlah interaksi dengan tanaman berbunga yang dapat mengakibatkan terjadinya transfer tepung sari.

Menurut Ghazoul (1997), pengunjung bunga (flower visitor) dapat diduga sebagai agen pembantu penyerbukan (pollinator) jika organisme tersebut dapat memastikan terjadinya transfer tepung sari pada kepala putik. Sehubungan dengan itu, Griffin dan Sedgley (1989) mengajukan sejumlah kriteria pollinator efektif yaitu :

1. mengadakan kunjungan yang tetap pada bunga saat tepung sari masak dan putik reseptif,
2. melakukan aktivitas pada kisaran kondisi cuaca/iklim yang sama dengan saat terjadinya musim bunga,
3. mengunjungi banyak bunga pada banyak pohon dalam satu populasi,
4. membawa muatan tepung sari yang mencukupi,
5. membuat kontak yang kontinu dengan kepala putik, dengan cara yang dapat mengakibatkan terjadinya penyerbukan,
6. ada dalam jumlah yang mencukupi.

Pada penyerbukan biotik, tanaman harus membangun sejumlah interaksi dengan agennya untuk menjamin terjadinya kunjungan yang kontinu, yang berakibat pada terjadinya transfer tepung sari. Sehubungan dengan keharusannya untuk menarik agen pembantu penyerbukan, bunga memproduksi atraktan.

Penyerbukan dapat terjadi dengan berbagai perantara :

• Perantara angin disebut anemogami, dapat terjadi bila butir serbuknya amat ringan, kecil dan kering.
  Contoh : pada pinus, damar, rumput-rumputan.
• Perantara air disebut hidrogami.
  Contoh : pada tanaman air.
• Perantara hewan disebut zoogami.
  Bila serangga : entomogami
  burung : ornitogami
  siput : malakogami
  kelelawar : kiroptorogami
• Perantara manusia disebut antropogami.
  Contoh : penyerbukan vanilli di Indonesia.

Menurut asal serbuk sari, penyerbukan dibedakan menjadi 4 :

• Autogami (penyerbukan sendiri)
  Serbuk sarinya berasal dari satu bunga yang sama. Bila terjadi pada saat bunga belum mekar disebut kleistogami.

• Geitonogami (penyerbukan tetangga)
  Bila serbuk sari berasal dari bunga lain yang berada dalam satu pohon (satu individu).

• Alogami (penyerbukan silang)
  Bila serbuk sari berasal dari bunga pohon lain yang masih satu spesies.

Kadang-kadang terjadi kegagalan penyerbukan dan pada beberapa jenis tumbuhan tidak mungkin terjadi autogami. Penyebabnya adalah sebagai berikut :

• Dikogami : Bila waktu masaknya putik dan serbuk sari tidak bersamaan, hal ini disebabkan karena:

1. Serbuk sari masak lebih dahulu daripada putiknya ….(protandri). Contoh : seledri, bawang Bombay, jagung
2. Putik masak lebih dahulu daripada serbuk sari ….(protogini).

• Didesious : Bila pada satu spesies, alat kelamin jantan dan betinanya terpisah. Contoh : salak dan melinjo (Gnetum Arremon)

• Heterostili : Bila panjang antara tangkai benang sari dan tangkai putik tidak sama dan berbeda jauh. . Contoh : kopi, kina dan kaca piring.

• Herkogami : Bila bentuk bunga tidak memungkinkan serbuk sari jatuh ke kepala putik. Contoh : vanili

Proses Penyerbukan dan Pembuahan

Butir serbuk/serbuk sari menempel pada kepala putik membentuk buluh serbuk (2 inti, inti vegetatif dan inti generatif) berjalan ke arah mikropil (pintu kandung lembaga) inti generatif membelah 2 inti sperma sampai di mikropil, inti vegetatif mati satu inti sperma membuahi sel telur embrio. Satu inti sperma lain membuahi inti kandung lembaga endosperma (makanan cadangan bagi embrio).

Karena pembuahannya berlangsung dua kali maka pembuahan pada Angiospermae disebut pembuahan ganda. Embrio pada tumbuhan berbiji tertentu dapat terbentuk karena beberapa sebab. yaitu :

• Melalui peleburan sperma dan ovum (amfimiksis)
• Tidak melalui peleburan sperma dan ovum (apomiksis), yang dapat dibedakan atas:

1. Apogami : embrio yang terbentuk berasal dari kandung lembaga. Misalnya : dari sinergid dan antipoda.
2. Partenogenesis : embrio terbentuk dari sel telur yang tidak dibuahi.
3. Embrio adventif : merupakan embrio yang terbentuk dari sel nuselus, yaitu bagian selain kandung lembaga.

Apomiksis dan amfimiksis dapat terjadi bersamaan, maka akan terbentuk lebih dari satu embrio dalam satu biji, disebut poliembrioni. Peristiwa ini sering dijumpai pada nangka, jeruk dan mangga.

Penyerbukan adalah proses jatuhnya serbuk sari ke kepala putik. Penyerbukan dapat terjadi dengan berbagai perantara :

• Perantara angin disebut anemogami, dapat terjadi bila butir serbuknya amat ringan, kecil dan kering.

Contoh : pada pinus, damar, rumput-rumputan.

• Perantara air disebut hidrogami.

Contoh : pada tanaman air.

Perantara hewan disebut zoogami.

Bila serangga disebut entomogami, burung disebut ornitogami, siput disebut malakogami, kelelawar disebut kiroptorogami.

• Perantara manusia disebut antropogami.

Contoh : penyerbukan vanilli di Indonesia.

Menurut asal serbuk sari, penyerbukan dibedakan menjadi 4 :

• Autogami (penyerbukan sendiri) : Serbuk sarinya berasal dari satu bunga yang sama. Bila terjadi pada saat bunga belum mekar disebut kleistogami.

• Geitonogami (penyerbukan tetangga) : Bila serbuk sari berasal dari bunga lain yang berada dalam satu pohon (satu individu).

• Alogami (penyerbukan silang) : Bila serbuk sari berasal dari bunga pohon lain yang masih satu spesies.

• Proses Penyerbukan

Butir serbuk/serbuk sari yang jatuh menempel pada kepala putik kemudian membentuk buluh serbuk (2 inti, inti vegetatif dan inti generatif) berjalan ke arah mikropil (pintu kandung lembaga) inti generatif membelah menjadi 2 inti sperma sampai di mikropil, inti vegetatif mati, satu inti sperma membuahi sel telur menghasilkan embrio. Satu inti sperma lain membuahi inti kandung lembaga menghasilkan endosperma (makanan cadangan bagi embrio).

Proses Penyerbukan pada Bunga

Gambar proses penyerbukan pada bunga dengan bantuan serangga

Proses Penyerbukan pada Bunga ada beberapa bunga memiliki ciri morfologi khusus pada tiap spesiesnya yang mengakibatkan perbedaan proses penyerbukan.

Secara umum proses penyerbukan bunga pada tanaman

1. Penyerbukan tertutup atau kleistogami (cleistogamie) yaitu proses penyerbukan bunga yang terjadi ketika bunga masih kuncup. Proses penyerbukan10/25/13 Proses Pen\erbukan pada Bunga – Ilmu Biologi ilmubiologi.com/proses-penyerbukan-pada-bunga 2/4 biasanya berupa autogamie.Penyerbukan terbuka atau kasmogami (chasmogamie) yaitu proses penyerbukan bunga yang terjadi ketika bunga telah mekar. Proses penyerbukan ini dapat meyebabkan tanaman melakukan autogamie, geitonogamie, allogamie, dan [enogamie

2. Diogamie (dichogamie) merupakan proses masaknya putik dan serbuk sari secara tidak bersamaan
3. Herkogami (herkogamie) bunga dimana letak kepala sari dan putik saling berjauhan sehingga sulit mengalami penyerbukan sendiri
4. Heterostili (heterosylie) merupakan bunga yang memiliki panjang putik dan benang sari berbeda-beda
5. Anemofili (anemophilie) merupakan bunga yang penyerbukan dibantu oleh angin
6. Entomofili (enthomophilie) merupakan bunga yang penyerbukan dibantu oleh serangga
7. Ornitofili (ornithophilie) merupakan bunga yang penyerbukan dibantu oleh burung
8. Kiropterofili (chiropterophilie) merupakan bunga yang penyerbukan dibantu oleh kelela Zar