ANGIOSPERMAE

Topik Bahasan: Karakteristik Angiospermae Asal usul Angiospermae Hubungan kekerabatan dalam Angiospermae Keanekaragaman Angiospermae Evolusi bunga Evolusi buah Coevolusi biokimia

Perbedaan Gymnospermae dan AngiospermaePembeda Gymnospermae- Dalam kerucut, di atas megasporofil - Pembuahan tunggal - Dengan archegonia - Cadangan makanan berupa gametofit (n)

Angiospermae- Dalam bunga, di dalam megasporofil - Pembuahan ganda - Tanpa archegonia - Cadangan makanan berupa endoperm (3n), kotiledon (2n), perisperm(2n)

Bakal Biji

Batang

Xilem terdiri dari trakeid

Xilem terdiri dari trakeid dan sel pembuluh

Angiospermae: tumbuhan berbungaGrup tumbuhan yang memiliki karakter khusus: bunga, buah, dan siklus hidup khas

Bunga: tunas tumbuh terbatas, menghasilkan sporofil Bagian bunga: steril dan fertil Steril:

1. Sepal/kaliks/ kelopak2. Petal/corolla/ mahkota

Fertil:1. Benangsari/stamen/androecium 2. Putik /pistil/carpel/gynoecium

Carpel menghasilkan bakal biji Bunga menempel pada dasar bunga Beberapa atau banyak bunga berkelompok bunga majemuk/ infloresen

Karakter unik Angiospermae:bunga, karpel tertutup

pembuahan ganda mikrogametofit berinti 3, benangsari dengan dua pasang kantong pollenmegagametofit berinti 8

adanya pembuluh xylem dan floem

400 jtl: rhyniophyta dan trimerophyta Tumbuhan paku, lycophytes, sphenophytes, dan progymnospermae di jaman Devonian dan Carboniferous, dominant sampai 300 jtl Tumbuhan berbiji muncul di akhir Devonian, Gymnospermae dominan pada Mesozoik Awal periode Cretaceous dan 130 jtl, Angiospermae nampak dalam fosil, secara bertahap dominan 90 jtl 75 jtl banyak famili modern dan beberapa marga modern dari filum ini adaAngiospermae dan polinator

Asal-Usul AngiospermaeAnggotanya memiliki banyak persamaan karakter unik sehingga diduga berasal dari satu nenek moyang

Berdasarkan karakter morfologi dan analisa struktur: Bennettitales dan gnetophytes, tumbuhan biji paling dekat dengan Angiospermae Gnetophytes dan Bennettitales nampak pada periode Triassic 225 jt

Archaefructus

meyakinkan asal Angiospermae, 10-20 jtl berbunga kecil, sederhana, warna tidak menyolok sistem polinasi sederhana Magnoliid diduga muncul jauh setelahnyaKarpel benangsari

Daun

Keanekaragaman AngiospermaeMembentuk filum Anthophyta, 450.000 jenis

Sangat beraneka ragam dalam struktur:Vegetatif: tegak, merambat, epifit, saprofit, pohon, semak, perdu, herba, semusim, tahunan, dua tahunanEucalyptur raksasa tinggi 100m

Generatif: bunga majemuk, bunga tunggal tipe plasentasi, benang sari dll Ukuran : tinggi 1 mm sampai 100m

Lemna gibba 1 mm

Bunga Majemuk

Bunga tunggal

Karangan semu

Tandan

Payung

Payung majemuk ganda

Angiospermae parasit dan saprofit Tumbuhan memiliki sedikit atau tidak memiliki klorofil

200 spesies monokot, dan 2800 spesies eudikot

Parasit membentuk haustoria Saprofit mengurai bahan organik, mungkin dibantu mikoriza

Cuscuta salina

(Convolvulaceae), parasit pada banyak tumbuhan

Rafflesia arnoldii, parasitpada akar famili anggur (Vitaceae)

Pipa Indian (Monotropa uniflora), saprofit bersimbiosis dengan mikoriza

Klasifikasi Angiospermae Berdasarkan Analisa Filogeni

Pembuluh tapis dengan sel pengiring Endosperm dan pembuahan ganda Gametofit betina dengan 8 inti Bakal biji dengan integumen Karpel dan buah Gametofit jantan dengan 3 inti Benangsari dengan 2 kantong lateral Bunga dengan perhiasan

Tumbuhan bukan monokot dan bukan dikot: famili basal dan komplek MagnoliidAngiospermae: 97% monokot dan eudikotSisanya 3% terdiri dari sejumlah garis evolusi yang terbentuk sebelum pemisahan monokot dan eudikot Sebaran: wilayah Australasian dan belahan bumi selatan Karakter: Serbuk sari dengan alur tunggal

Daun mengandung sel minyak dengan minyak ethereal, yang menjadi dasar aroma pala, merica, dan daun laurel

Famili Basal dan Komplek MagnoliidFamili : Magnoliid, (Lauraceae, Magnoliaceae) Piperaceae(pepper),Magnolia

Aristolochiaceae (pipevine)Calycanthaceae

Nymphaceae (lili air)AmborellaceaeAmborella trichopoda Nymphaea odorata

Aristolochia gigantea

2 garis evolusi Angiospermae dengan anggota besar:Kelas Monokot90.000 spesies Rumput, lili, iris, anggrek, dan palmKelapaPisang

Padi

Kelas Eudikot

200.000 spesiesLebih bervariasi,

Kaktus

Hepatica

poppy

Perbedaan karakter Monokot dan EudikotMonokot kotiledon Monokotpertulangan daun batang bunga akar

Eudikot

Evolusi Angiospermae

1. Evolusi bunga 2. Evolusi karpel 3. Evolusi benangsari4. Evolusi bunga dan insek 5. Evolusi buah 6. Coevolusi biokimia

Evolusi bunga

Bunga beranekaragam dalam jumlah bagian & susunan Bagian bunga memberi petunjuk evolusi Angiospermae Bunga awal Angiospermae? 1. Perhiasan bunga tidak terbagi secara jelas Petal dan sepal identik ada transisi antara petal dan sepal petal spt diturunkan dari sepal petal spt diturunkan dari benangsari

2. Persatuan petal terjadi menghasilkan corolla tabung 3. Dalam evolusi lebih lanjut sepal juga sering menyatu ke dalam tabung

Evolusi Karpel

1 Karpel angiospermae awal:

3 Karpel lebih maju:Karpel tertutup sepenuhnya,

Banyak yang menyerupai dauntidak ada spesialisasi 2 Karpel kemudian: tertutup sebagian

Diferensiasi:stigma,style,ovarylebih banyak variasi susunan

Evolusi Benangsari1. Awal: benang sari tersebar dalam struktur dan fungsi Benang sari lebar, berwarna, beraroma sangat menarik untuk pengunjung bunga Benang sari kecil, kehijauan dan berdaging 2. Benang sari bersatu, membentuk tabung dengan struktur tugu, spt pada melon, pea, bunga sepatu

Benang sari bersatu dengan mahkota bunga spt pada snapdragon dan mint. Ada Benang sari steril dan berubah fungsi sebagai kelenjar madu, yang menyediakan madu untuk serangga Sterilisasi benang sari membentuk korona memainkan peranan penting dalam evolusi petal

Empat kecenderungan evolusi bunga:1. Dari banyak bagian bunga dengan jumlah tidak terbatas berevolusi menuju memiliki beberapa bagian bunga yang terbatas 2. Jumlah lingkaran bunga tereduksi dari 4 di awal ke 3, 2 atau kadang2 satu dalam bentuk yang lebih maju. Sumbu bunga memendek sehingga susunan spiral di awal tidak tampak lagi. Bagian bunga sering bersatu.

3.Ovary dari posisi superior menjadi inferior, perhiasan bunga terdiferensiasi ke dalam kelopak dan mahkota. 4. Simetri radial di awal menjadi simetri bilateral.

Bunga dan Insek Berevolusi Bersama Awal tumbuhan biji penyerbukan dengan angin

Pada cycad dan gnetophytes, insek memakan cairan lengket dari mikrofil membantu penyerbukan Ketertarikan insek pada bakal biji terbuka beberapa bakal biji hilang berkembang bakal biji tertutup

Perubahan lebih lanjut bentuk bunga, contoh evolusi ovary inferior Bunga biseksual muncul

Banyak modifikasi dalam bunga ada konsistensi tipe pengunjung khusus ke tipe bunga tertentu

Hewan sebagai perantara utama evolusi bungaPenyerbukan oleh kumbang/lalat: aroma bunga yang segar/busukLalat: bunga warna gelap Kumbang:

bagian bunga sering tertutup dan terlindung dari gigitan polinator Lebah: Menyerbuki banyak tipe bunga Mulut, rambut, dan tambahan lain dengan adaptasi khusus Belajar cepat mengenal aroma, warna, garis. Bunga warna terang, menyolok (biru atau kuning), memiliki pola jelas

Kupu2 dan ngengat mirip bunga lebah sering memiliki bentuk landasan datar

Ngengat malam: bunga warna putih/pucat memiliki aroma manis Insek (lebah) dengan mulut penyedot panjang mampu mengambil madubeetle

Kupu-kupu foxglove

Bunga diserbuki burung dan kelelawar menghasilkan madu dalam jumlah banyak dan berwarna merah tetapi tanpa aroma

Bunga diserbuki angin tidak menghasilkan maduCiri bunga diserbuki oleh angin:

Petal kecil atau tidak ada, putik dan benang sari sering terpisah tetapi pada pohon yang sama Benang sari terekspos baik Stigma besar dan terekspos, sering memiliki bulu bercabang yang beradaptasi untuk menerima pollen Banyak tersebar di daerah temperate, banyak tumbuhan jenis sama tumbuh bersama

Evolusi buah dan biji berhubungan dengan perantara penyebarannyaKarakteristik biji/buah disebarkan oleh angin:Biji seperti debu pada anggrek Buah/ biji memiliki sayap

Buah memiliki pappusKulit biji ditutup rambut Buah menembakkan bijinya, impatient

Biji jatuh dan disebarkan secara pasif

Buah dan biji beradaptasi untuk mengapungBuah dan biji tumbuhan yang tumbuh dekat sumber air beradaptasi untuk mengapung Adaptasi berupa: 1. Udara terperangkap pada beberapa bagian buah 2. Buah berisi jaringan yang berisi udara besar

Buah kelapa

Buah dan biji berdaging atau beradaptasi untuk menempelBuah berdaging, berwarna menyolok dan manis menarik hewan hewan membantu penyebarannya dan kadang membantu melunakan kulit bijiBiji ada yang memiliki tambahan seperti duri, jangkar, rambut atau lengket menempel pada hewan. Adaptasi khusus ke semut pada bagian luar biji yaitu elaiosome, tambahan berpigmen dan berdaging berisi lemak, protein, pati, gula dan vitamin. Contoh, spring beauty (Claytonia virginia), Viola, Trillium.

Coevolusi biokimiaMetabolit sekunder:

Alkaloid (morfin, cocain, cafein, nicotin) Terpenoid (minyak esensial, taxol, karet, cardiac glicosid, isoprene) Fenolik (flavonoid, tannin, lignin,catechol, salycilic) Quinon (co-enzym Q)Raphide (kristal seperti jarum)Mescaline Cocain Mariyuana 3-pentadecanedieny Quinine

Keberadaan senyawa sekunder tersebut dapat meningkatkan daya tahan tumbuhan dari serangan hewan.Contoh famili mustard (Brassicaceae) dicirikan oleh adanya glycoside minyak mustard juga enzim yang berhubungan dengan bau tajam asam Tahap evolusi:

1. Tumbuhan punya kemampuan untuk menghasilkan glycoside minyak mustard dan tetap menyimpannya dalam jaringannya2. Dari sisi pengunjung (hewan), mengembangkan kemampuan untuk mendegradasi racun.

Herbivora yang makanan nya terbatas pada grup tumbuhan yang menghasilkan metabolit sekunder berwarna terangWarna berfungsi sebagai signal untuk predator senyawa kimia yang tidak dapat dimakanMilkweed (Apocynaceae) kaya akan alkaloid dan cardiac glycoside, racun jantung, penyakit perut parah dan muntah, dan pola hitam orange akan dihindari oleh predator.

Insek lain yaitu kupu2 viceroy berevolusi dengan bercak dan warna sama

Jadi, Sistem polinasi dan sebaran buah 1. Sudah mengembangkan pola evolusi bersama, 2. menghasilkan variasi yang luas dalam angiospermae untuk mekanisme polinasi dan

sebaran buah3. Dalam hubungan biokimia, tahap evolusi nampak besar dan terbatas. 4. Hubungan biokimia nampak memiliki peranan kunci dalam mensukseskan angiospermae yang

memiliki variasi luas dalam metabolit sekunder

Pertanyaan tugas:1. Apa empat prinsip kecenderungan evolusi bunga?2. Karakter apa yang sudah berevolusi dalam Angiospermae yang menyebabkannya bergerak langsung menuju pasangan? 3. Bagaimana tawon, lebah, ngengat dan kelelawar menyerbuki tumbuhan? 4. Apa adaptasi buah yang menyesuaikan dengan perantara sebarannya?

5. Bagaimana produk sekunder metabolisme mempengaruhi evolusi Angiospermae?