A K A R

Organ pada tumbuhan yang biasanya tumbuh di bawah tanah

Suatu struktur sumbu tanpa organ-organ lateral dan

Tidak terbagi menjadi buku (nodus) dan ruas (internodus)

berfungsi sebagai :

i. Penyerapan air dan mineral terlarut ii. Konduksiiii. Pengokohiv. Penyimpanan cadangan makanan

Dapat dibedakan berdasarkan

i. morfologi atau ii. asal mula pembentukannya pada embrio

(ontogeni)

Secara morfologi

(1) Akar tunggang

hanya memiliki satu akar utamadan beberapa akar lateral/cabang akar

terdapat pada Gymnospermaedan tumbuhan dikotil

(2) Akar serabut

tersusun atas akar yangberukuran relatif sama, danbercabang membentuk suatusistem yang homogen

terdapat pada tumbuhan monokotil

Akar tunggang dan akar serabut : sistem perakaran yang umum ditemukan pada tumbuhan. Dikotil dapat memiliki kedua sistem perakaran tersebut, sedangkan monokotil hanya memiliki sistem akar serabut saja.

Secara ontogeni

Akar primer, berkembang dari radikula (akar utama yang tumbuh dari biji)

Akar adventif, berkembang dari bagian lain dari tumbuhan (mis. batang, daun, tunas)

Struktur Akar Primer

Penampang melintang akar menunjukkan perbedaan yang jelas antara ketiga sistem jaringan :

i. Epidermis jaringan dermalii. Korteks jaringan dasariii. Silinder pusat jaringan pembuluh

Di daerah ujung akar primer akan terlihat tudung akar yang berfungsi untuk melindungi meristem akar dan ujung akar yang sedang aktif tumbuh Sel-sel tudung akar akan mensekresikan gel yang tersusun atas polisakarida terhidrasi, yang mengandung gula, asam organik, vitamin, enzim dan asam amino

Fungsi gel

Proteksi lendir akan melindungi akar dari kekeringan, mengandung senyawa yang akan berdifusi ke dalam tanah dan menghambat pertumbuhan akar lain di sekitarnya

Lubrikasi lendir akan menyebabkan akar menjadi licin sehingga memudahkannya untuk menembus partikel tanah

Absorpsi air partikel tanah akan menempel pada gel dengan demikian akan meningkatkan kontak akar dengan tanah.

Absorpsi mineral group karboksil pada gel akan mempengaruhi pengambilan ion. Asam lemak, lektin dan sterol pada gel membantu terjadinya simbiosis dengan mikroba tanah.

SUBAPEKS AKAR

Akar di daerah sub apeks dapat terbagi menjadi tiga daerah, yaitu :

A.Daerah Pembelahan sel B. Daerah pemanjangan sel C. Daerah pendewasaan sel

A. Daerah Pembelahan seltersusun atas sel-sel bersifat

meristematik, aktif mengalami pembelahan - mitosis

B. Daerah pemanjangan sel tersusun atas sel-sel yang

mengalami pemanjangan, dansel-sel tampak bervakuola

Adanya pemanjangan sel menyebabkan akar terdorong ke dalam tanah

Di daerah pemanjangan terlihat 3 macam jaringan,

Prokambium silinder pusat

Meristem dasar korteks, endodermis

Protoderm epidermis

C. Daerah pendewasaan sel

i. Tersusun atas sel-sel yang mulai mengalami proses diferensiasi sampai sel berkembang menjadi bentuk sel dewasa

ii. Pada bagian epidermis telah tampak adanya rambut-rambut akar

Diferensiasi sel terjadi pada :

a. Prokambium silinder pusat xilem, floem dan perisikel (sel parenkim yang mengelilingi xilem dan floem, dapat membentuk akar lateral

b. Meristem dasar i. korteks sel-sel parenkimii. endodermis lingkaran sel

parenkimatis mengelilingiperisikel, dinding sel mengandung suberin

c. Protodermi. membentuk epidermis, termasuk

rambut akarrambut akar akan memperluas permukaan untuk proses penyerapan air dan mineral

1. Prokambium silinder pusat

xilem primer floem primer perisikel

sel parenkim yang mengelilingi xilem dan floem, dapat membentuk

akar lateral

2. Meristem dasar

korteks endodermis

3. Protoderm

epidermis

rambut akar

Jaringan Pembentuk Akar

EPIDERMIS

umumnya terdiri dari 1 lapisan sel,

terbentuk dari protoderm

untuk penyerapan air dan mineral, terutama di daerah yang memiliki rambut akar

Sel-sel epidermis biasanya tidak berkutikula, atau memiliki kutikula yang sangat tipis dan tidak mengganggu proses penyerapan pada akar

Pada beberapa tumbuhan merambat yang memiliki akar udara seperti pada Orchidaceae dan Araceae, epidermis berkembang menjadi jaringan epidermis berlapis banyak, dinamakan velamen.

KORTEKS

Umumnya tersusun atas sel-sel parenkim dengan vakuola yang besar

Parenkim dapat berdiferensiasi menjadi aerenkim dengan ruang antar sel yang besar

Pada tumbuhan hidrofit : aerenkim berfungsi untuk angkutan gas dan sebagai tempat penyimpanan oksigen yang dibutuhkan untuk respirasi

Plastida pada sel-sel korteks umumnya tidak berklorofil, tapi banyak mengandung pati

Lapisan terdalam korteks terdiferensiasi menjadi endodermis sedangkan

satu atau beberapa lapisan terluar dapat terdiferensiasi menjadi eksodermis/hipodermis

E K S O D E R M I S

i. Eksodermis dapat menjadi lapisan proteksi terluar, apabila lapisan epidermis rusak

ii. Pada beberapa tumbuhan, terutama tumbuhan xerofit, dinding sel eksodermis/hipodermis bersuberin. Suberin pada bagian ini dapat menahan air dan mineral yang telah diserap akar

iii. Pada tumbuhan Poaceae, Arecaceae dan Cyperaceae, eksodermis tersusun atas jaringan sklerenkim.

Cross section of an ash tree Fraxinus sp. root showing intense yellow fluorescence of suberin lamellae in the exodermis (EX) and endodermis (EN). Some endodermal cells are without suberin lamellae (arrows). These are called passage cells. Xylem cells (X), the exodermis (EX) and lipids in VAM fungus hyphae in the cortex can also be seen. Hand section stained with fluorescent for lipids (Fluorol).

(Magnification = 230x)

Pita Caspary berfungsi untuk mengendalikan pergerakan larutan (air dan mineral) dari daerah korteks yang akan menuju silinder pusat

Endodermis

Di daerah penyerapan pada akar, dinding sel endodermis memiliki pita-pita suberin yang mengelilingi dinding radial dan melintang sel-sel tersebut, disebut pita Caspary

Endodermis of a Smilax root showing extreme suberization.

Proses penyerapan air dan mineral di dalam akar

SILINDER PUSAT/SILINDER PEMBULUH (STELE)

tersusun atas : (1) perisikel (2) jaringan pembuluh

Perisikel

merupakan lapisan yang terbentuk dari prokambium dan berfungsi sebagaipembatas antara silinder pusat dengan bagian korteks.

umumnya hanya tersusun atas satu lapisan sel

turut terlibat dalam pembentukan akar lateral dan felogen (kambiumgabus)

Jaringan Pembuluh

Pada silinder pusat,

Xilem tampak terbentuk sebagai sumbu yang mampat dengan beberapa penonjolan

Kelompok floem bergantian dengan penonjolan xilem

Jumlah penonjolan xilem bervariasi pada berbagaimacam spesies dan dalam akar pada tumbuhan yangsama diark, triark, tetrark atau poliark

Xilem primer yang pertama kali terbentuk (protoxilem) memiliki sel-sel trakeid berukuran kecil dan paling awal mengalami pendewasaanMakin dekat ke pusat akar terdapat unsur-unsur metaxilem yang lebih lebar

Arah pendewasaan xilem pada akar adalah secara

sentripetal (dari luar ke dalam = eksark)

Pertumbuhan sekunder akar

a. Terjadi pada Gymnospermae dan tumbuhan dikotil

b. Terjadi karena aktivitas kambium pembuluh atau jaringan pembuluh sekunder

c. Kambium pembuluh berasal dari sisa-sisa sel prokambium yang tidak terdiferensiasi membentuk kelompok sel Jumlah kelompok tergantung pada tipe akar (diark, triark dll.)

d. Perisikel di bagian luar tonjolan xilem turut aktif membentukkambium

menyebabkan kambium bersinambungan mengelilingi xilem

Pertumbuhan sekunder dan pembentukan akar adventif

Kambium pada permukaan dalam floem aktif terlebih dahulu dibandingkan dengan kambium di dekat perisikel membentuk xilem sekunder kambium terdorong ke luar

Kambium dari perisikel membentukparenkim jari-jari empulur

Periderm terbentuk dari sel-sel perisikel yang membelah secara periklinal dan antiklinal

Pembelahan periklinal menyebabkanperluasan radial dari perisikel

Cross Section of Tilia (Basswood) (woody) Root

Cross Sections of a Woody Root: Secondary growth in the root transforms the primary structure of the organ through the formation of two cambial layers: the vascular cambium and the cork cambium. The vascular cambium arises from a combination of the procambium and pericycle cells. The cork cambium is formed entirely from pericycle cells. With the onset of secondary growth the entire cortex is sloughed off.

Akar dikotil herba

i. Parenkim jari-jari empulur membagi xilem aksial menjadi beberapa sektor

ii. Xilem primer mengadakan pertumbuhan melebar pada bagian parenkimnya

iii. Floem bagian luar : parenkim dan serat

iv. Floem menyatu dengan parenkim perisikel di bawah periderm

v. Gabus membentuk jaringan proteksi

vi. Akar tumbuhan berkayu memiliki struktur yang mirip dengan tumbuhan dikotil herba, hanya proporsi sel yang memiliki penebalan dinding sekunder (berlignin) lebih banyak.

Variasi Pertumbuhan Sekunder

Akar Penyimpan cadangan makanan

Daucus carota

Pertumbuhan sekunder sama dengan pertumbuhansekunder biasa

TAPI

parenkim dihasilkan dalam jumlah banyak baik di xilem maupun floem

Carrot Root: View of Periderm

Carrot Root: View of Central Mass of Xylem

Carrot Root: View of Rays Carrot Root: View of Vascular Cambium

red arrows = cambiumgreen arrows = xylem rayblue arrows = phloem ray

Beta vulgaris

Terjadi anomali pada pertumbuhan : dibentuk deretan kambium (supernumerary cambia) yang tersusun konsentris

kambium berasal dari sel-sel perisikel dan floem, dan akan menghasilkan jaringan pembuluh (terdiri dari untai xilem, floem serta parenkim) yang terpisah-pisah oleh panel parenkim yang lebar yang tersusun radial

Ipomoea batatas

• kambium terbentuk dari parenkim di sekeliling trakea/kelompoktrakea

• kambium ini akan membentuk trakea ke arah dalam, sedikit pembuluh tapis dan latisifer ke arah luar serta parenkim ke kedua arah

Akar adventif

• terbentuk pada • organ tumbuhan yang berada di atas permukaan • tanah, batang yang tumbuh di bawah permukaan tanah

dan • pada akar tua yang sudah mengalami pertumbuhan

sekunder• akar tumbuhan yang dikultur secara in vitro

penting untuk propagasi • terbentuk secara endogen di dekat jaringan pembuluh

– pembentukan primordia dimulai dengan pembelahan sel-sel parenkim atau kalus.

– Diferensiasi meristem apeks, tudung akar, silinder pembuluh dan korteks ( di dalam organ asal)

• sel-sel kalus/parenkim pada bagian proksimal/pangkal akar adventif terdiferensiasi menjadi unsur jaringan pembuluh yang akan menyambung dengan unsur pembuluh pada organ tempat terbentuknya akar adventif tersebut

Pembentukan primordia akar adventif pada batang tomat (Lycopersicon esculentum)

Pembentukan akar adventif pada tumbuhan Salix

Modifikasi Akar

1. Akar yang tumbuh di atas permukaan tanah

a. Akar tunjang – akar yang tumbuh dari nodus batang, berfungsi sebagai penyokong tambahan. Mis. pada Zea mays, Pandanus

b. Akar banir/papan – akar yang tumbuh dari pangkal batang. Pertumbuhan sekunder berlangsung secara asimetris terbentuk struktur serupa papan. Mis. pada Canarium, Delonix regia, Pterocarpus indicus

c. Akar udara – Orchidaceae, Araceae

• Terdapat lapisan velamen

– pertukaran gas & proteksi

• Tersusun atas beberapa lapisan sel yang mengandung kloroplas –fotosintesis

– Proteksi mekanik dan mencegah hilangnya air

d. Akar pelekat

• melekatkan tumbuhan yang merambat ke atas sandaran

• Umum terdapat pada tumbuhan epifit

e. Akar nafas – pneumatofor

• Terdapat pada tumbuhan yang tumbuhan di habitat berlumpur, mis. Avicennia, Bruguriera

• Tumbuh di atas permukaan tanah

• Memfasilitasi kebutuhan oksigen untuk akar yang ada di bawahnya

Akar kontraktil

i. Menarik/memegang tumbuhan ke dalam tanah

ii. Liliaceae, Iridaceae

Akar parasit – haustoriai. Saluran nutrisi dari tanaman inang

ke tumbuhan parasit

ii. apeks akar – haustorium

Cuscuta, Dendropthoe

Akar simbiosis

i. Rhizobium – akat tumbuhan legum

ii. membantu penyerapan nutrisi – senyawa nitrogen

Mycorrhizae

• meningkatkan penyerapan air dan mineral

• endomycorrhizae – akar anggrek

• ectomycorrhizae - Pinus

That’s all for today folks!