Baca artikel ini untuk mempelajari tentang Benang Sari: organ reproduksi jantan pada tumbuhan berbunga!
Benang sari adalah organ reproduksi jantan atau mikrosporofil bunga. Ini terdiri dari dua bagian, filamen dan antera. Filamen adalah tangkai yang panjang dan ramping. Itu melekat secara proksimal ke thalamus, petal atau tepal. Distal itu beruang antera. Anther adalah bagian benang sari yang subur seperti tombol yang lebih luas. Ini terdiri dari satu atau dua lobus antera dan karenanya, kepala sari disebut monothecous atau dithecous.
Kedua lobus antera dipisahkan di daerah anterior oleh alur yang dalam tetapi melekat satu sama lain di sisi belakang oleh jaringan parenkim steril yang disebut ikat. Ikat memiliki untai vaskular. Ikat tidak ada pada benang sari monothecous.
(a) Struktur Antera:
Ini adalah bagian benang sari yang subur seperti kancing berbentuk tetragonal berlobus dua. Setiap lobus antera mengandung dua kantung serbuk sari panjang dan silindris atau microsporangia. Jadi antera dithecous adalah tetrasporangiate sedangkan benang sari monothecous adalah bispangiate. Jarang, lobus antera hanya memiliki satu mikrosporangium, misalnya Wolffia atau hanya ada satu mikrosporangium per antera, misalnya Arceuthobium. Empat mikrosporangia dari kepala sari terletak di empat sudutnya.
Mereka berjalan paralel satu sama lain. Dua mikrosporangia lobus antera dipisahkan satu sama lain oleh alur dangkal di bagian luar dan strip jaringan parenkim steril di bagian dalam. Semua microsporangia ditutupi di bagian luar oleh epidermis umum antera yang terdefinisi dengan baik.
Sel-sel epidermis sering meregang dan mengerut saat dewasa. Mikrosporangia berkembang secara hipodermis di antera dari strip sel archesporial, yaitu perkembangan mikrosporangia adalah eusporangia. Sel-sel archesporial membelah secara periklin untuk membentuk sel parietal sub-epidermal luar dan sel sporogenous dalam. Sel-sel parietal membelah lebih jauh oleh dinding periklinal untuk menghasilkan dinding mikrosporangial berlapis 3-5 yang terdiri dari endotelium, lapisan tengah dan tapetum.
Mikrosporangium:
Mikrosporangium atau kantung serbuk sari masa depan adalah kantung silinder yang tampak melingkar di bagian melintang. Ini terdiri dari dua bagian, dinding luar dan jaringan sporogen homogen pusat. Dinding mikrosporangium memiliki empat jenis lapisan epidermis (penutup antera umum), endotelium, 1-3 lapisan tengah dan tapetum.
Tiga terluar melakukan fungsi perlindungan pada antera muda dan mekanisme dehisensi pada antera matang. Baik endotelium dan tapetum terdiri dari sel yang lebih besar. Pada antera tipikal, sel-sel endotel mengembangkan penebalan berserat selulosa-a pada dinding dalam dan radial dan menjadi mati.
Karena adanya penebalan berserat, endotelium juga disebut lapisan berserat. Dalam alur dangkal yang ada di antara dua mikrosporangia lobus antera, sel-sel hipodermis yang terletak pada tingkat endotelium tetap berdinding tipis. Mereka merupakan stomium atau garis dehiscence.
Sel-sel lapisan tengah mengalami degenerasi untuk memberi nutrisi pada sel induk mikrospora yang sedang tumbuh. Sel-sel tapetal membesar secara radial dan terisi dengan kandungan protoplasma padat serta nutrisi. Mereka menjadi multinukleat atau nukleusnya menjadi poliploid karena endoploidi. Tapetum terdiri dari dua jenis amoeboid (= invasif, periplasmodium) dan sekretori (= kelenjar, parietal).
Pada tipe amoeboid, sel-sel tapetal berfusi membentuk plasmodium atau periplasmodium karena ia lewat di antara sel-sel sporogen untuk memberi makan mereka. Sel-sel tapetum sekretori mengeluarkan zat di atas sel sporogen untuk pertumbuhan dan diferensiasinya. Akhirnya kedua jenis tapetum merosot.
Tapetum memiliki sejumlah fungsi: (i) Memelihara sel induk mikrospora yang sedang berkembang dan butiran serbuk sari, (ii) Menghasilkan butiran Ubisch yang kaya lemak yang mengandung sporopolenin untuk pembentukan exine, pollenkitt (berminyak, penutup lipid dan karotenoid yang lengket) di kasus butiran serbuk sari entomophilous, protein khusus untuk butiran serbuk sari untuk mengenali kompatibilitas dan hormon IAA. (iii) Ini mengeluarkan enzim seperti callase yang bertanggung jawab untuk degradasi dinding callose di sekitar tetrad polen.
(b) Mikrosporogenesis (Pengembangan serbuk sari):
Jaringan sporogen mengisi seluruh bagian dalam mikrosporangium. Sel-selnya membelah dengan pertumbuhan antera dan menambah jumlahnya. Pada akhirnya mereka berubah menjadi mikrospora atau sel induk polen (PMC). Yang terakhir adalah diploid, yaitu mereka memiliki dua genom atau set kromosom.
Sel induk mikrospora atau mikrosporosit mengembangkan lapisan kalus internal (β-1, 3 glukan) yang memutus hubungan plasmodesmal satu sama lain. Sel induk yang terpisah membulatkan dan menjalani meiosis untuk menghasilkan tetrad mikrospora haploid atau butiran serbuk sari.
Fenomena ini disebut mikro-sporogenesis. Butir serbuk sari tetrad tumbuh dan terpisah satu sama lain. Biasanya susunan mikrospora dalam tetrad adalah tetrahedral (tipe paling umum) atau isobilateral. Namun, tetrad decussate, linear, dan berbentuk T juga ditemukan (Gbr. 2.5). Dalam Aristolochia elegans, kelima jenis tetrad telah dicatat.
Sebagian besar, semua 4 inti dalam tetrad tetap fungsional untuk membentuk 4 mikrospora. Namun, dalam Ð¡ÑƒÑ€ÐµÐ³Ð°Ñ ÐµÐ°Ðµ, hanya satu yang berfungsi dan oleh karena itu, hanya satu mikrospora, bukan 4, yang dibentuk oleh satu meiosis. Dalam beberapa kasus, semua 4 serbuk sari tetap menempel membentuk butiran serbuk sari majemuk misalnya, Juncus, Jatropha, Typha.
Di Calotropis dan tanaman terkait, semua serbuk sari dari lobus antera tetap bersatu dalam satu kantung yang disebut pollinium. Dua pollinia dari kepala sari yang berdekatan dilekatkan untuk menghasilkan penerjemah. Polispori adalah terjadinya lebih dari empat spora dalam tetrad. Sebanyak 11 mikrospora diamati dalam ‘tetrad’ di Cuscuta.
Dehiscence dari Antera:
Kepala sari yang matang mengering. Strip steril yang ada di antara dua kantung serbuk sari dari setiap lobus antera hancur membentuk rongga tunggal. Oleh karena itu, antera dewasa hanya memiliki dua rongga atau teka, dengan satu teka di setiap lobus antera. Dengan hilangnya air, sel-sel mati endotelium yang menebal secara berbeda berkontraksi dari dinding tipis luarnya.
Yang terakhir menjadi cekung. Ini membawa dinding radial luar mereka lebih dekat. Akibatnya endotelium memendek dan merusak dinding lobus antera di daerah stomium. Garis dehiscence memanjang dalam kasus seperti itu, misalnya Mustard. Garis dehiscence serta serbuk sari dapat diamati dengan meletakkan jari di atas kepala sari yang matang. Sederet butiran serbuk sari berwarna kekuningan akan muncul di atas jari.
Hal yang sama dapat ditempatkan di atas setetes air yang diambil pada slide dan diamati di bawah mikroskop. Spora yang terbuka diambil oleh berbagai agen untuk penyerbukan. Degradasi dinding lokal terjadi pada jenis dehiscence lain seperti katup di Barberry, pori-pori di Solanum dan pecah tidak teratur di Najas.
(c) Struktur Butir Serbuk Sari (Gambar 2.6-8):
Biasanya berbentuk bulat, meskipun beberapa bentuk lain juga ditemukan. Diameternya 25-50 µm. Ada dinding yang sangat tahan di bagian luar dan konten seluler di dalamnya. Sitoplasmanya kaya akan pati dan minyak tak jenuh. Yang terakhir melindungi kromosom dari kerusakan radiasi.
Protoplas serbuk sari pada awalnya adalah uni-nukleat tetapi pada saat pembebasan menjadi 2-3 sel. Dinding atau penutup butir polen disebut sporoderm. Ini memiliki dua lapisan, exine luar dan inner intine. Intine bersifat pekto-selulosa. Di beberapa tempat mengandung protein enzimatik (Knox dan Heslop-Harrison, 1971). Exine terbuat dari zat lemak yang sangat tahan disebut sporopollenin (Zelisch, 1932). Sporopollenin tidak terdegradasi oleh enzim apapun.
Itu tidak terpengaruh oleh suhu tinggi, asam kuat atau alkali kuat. Karena sporopollenin, serbuk sari terawetkan dengan baik sebagai mikrofosil. Di beberapa tempat, exine memiliki protein untuk reaksi enzimatik dan kompatibilitas. Exine dibedakan menjadi outer ektexine (sexine) dan inner endexine (nexine). Ektexine selanjutnya terdiri dari lapisan kaki kontinu bagian dalam, lapisan baculate terputus-putus tengah dan tektum terputus-putus terluar.
Tectum menyediakan pahatan atau desain yang khas di atas permukaan butiran serbuk sari, misalnya punggungan, tuberkel, duri, retikulasi. Ini dapat membantu para ahli untuk mengidentifikasi butiran serbuk sari dan merujuknya ke keluarga, genus, atau spesies mereka. Studi tentang morfologi eksternal serbuk sari dewasa disebut palinologi.
Dalam butiran serbuk sari yang diserbuki serangga, exine berduri dan ditutupi oleh lapisan lengket dan berminyak kekuningan yang disebut pollenkit. Pollenkit terdiri dari lipid dan karotenoid. Di tempat-tempat tertentu exine tipis atau tidak ada. Daerah tersebut mungkin memiliki penebalan atau pengendapan kalus. Mereka disebut pori kuman (jika membulat) atau alur germinal (jika memanjang). Serbuk sari umumnya tricolpate (dengan tiga pori kuman) di dikotil dan monocolpate (dengan alur germinal tunggal) di monokotil.
Viabilitas serbuk sari:
Ini adalah periode di mana serbuk sari mempertahankan kemampuan untuk berkecambah. Viabilitas serbuk sari sedikit pada bunga yang diserbuki dalam kondisi kuncup. Ini adalah 30 menit dalam Beras dan Gandum. Di tempat lain masa viabilitasnya panjang, bahkan berbulan-bulan pada beberapa anggota famili rosaceae, leguminosae dan solanaceae. Namun, itu tergantung pada kondisi lingkungan suhu dan kelembaban. Dimungkinkan untuk menyimpan serbuk sari selama bertahun-tahun dalam nitrogen cair (-196°C) di bank serbuk sari untuk digunakan nanti dalam program pemuliaan tanaman.
Alergi Serbuk Sari:
Serbuk sari diproduksi dalam jumlah besar, terutama pada spesies anemophilous . Mereka mengapung di udara dan memasuki saluran pernapasan. Beberapa orang mengalami alergi terhadapnya, menyebabkan gangguan pernapasan seperti rinitis, asma, dan bronkitis—alergi bronkial. (Demam Hay) Kontributor utama alergi serbuk sari adalah Carrot Grass, Parthenium.
Ini memasuki India sebagai kontaminan dengan Gandum impor tetapi telah menyebar ke seluruh bagian negara. Chenopodium, Amaranthus, Sorghum, Ricinus, Prosopis, Cynodon adalah sumber umum alergi serbuk sari lainnya. Karena tanaman yang berbeda menghasilkan butiran serbuk sari di musim yang berbeda, kalender serbuk sari di atmosfer dapat dipindai dan reaksi alergi diarahkan ke tanaman tertentu.
Produk Serbuk Sari:
Serbuk sari terutama yang dikumpulkan oleh Lebah digunakan untuk berbagai keperluan seperti pengobatan alami, kosmetik dan sebagai suplemen makanan. Butir serbuk sari diyakini kaya akan nutrisi (Protein 7-26%, karbohidrat 24—48%, lemak 0,9 – 14,5%). Mereka diambil sebagai tablet sirup untuk meningkatkan kesehatan, meningkatkan kinerja atlet dan pacuan kuda.
(d) Struktur dan Perkembangan Gametofit Jantan (Mikrogametogenesis; Gambar 2.9):
Pengembangan Pra-Penyerbukan:
Serbuk sari atau mikrospora adalah sel pertama dari gametofit jantan dan mewakili gametofit jantan yang belum dewasa. Perkembangan gametofit jantan bersifat prekoks, yaitu dimulai di dalam mikrosporangium atau kantung polen. Ketika pertama kali terbentuk, mikrospora atau serbuk sari muda memiliki nukleus yang terletak di tengah yang tertanam dalam sitoplasma padat yang ditutupi oleh membran plasma. Tumbuh dalam ukuran dengan masuknya nutrisi. Vakuola berkembang dan menghasilkan pertumbuhan yang cepat dari serbuk sari.
Vakuola mendorong inti butir serbuk sari ke satu sisi dekat dinding. Protoplas kemudian membelah secara mitosis untuk membentuk dua sel yang tidak sama — sel generatif kecil dan tabung besar atau sel vegetatif. Lapisan callose berkembang di sekitar sel generatif yang memisahkan sel dari dinding butir serbuk sari. Kemudian, callose larut dan sel generatif telanjang datang untuk berbaring bebas di sitoplasma sel tabung.
Sel tabung memiliki sitoplasma vakuolat yang kaya akan cadangan makanan (pati, protein, lemak dengan sebagian besar asam lemak tak jenuh) dan organel sel. Intinya menjadi besar dan tidak beraturan. Sel generatif berbentuk gelendong hingga berbentuk bulat dengan sitoplasma padat tipis yang mengelilingi nukleus yang menonjol.
Pada beberapa spesies, sel generatif membelah menjadi dua gamet jantan nonmotil sebelum pecahnya antera dan pelepasan serbuk sari. Oleh karena itu, pada saat penyerbukan, serbuk sari berupa 2 sel (sel tabung + sel generatif; ditemukan di lebih dari 60% tanaman berbunga, kebanyakan dikotil) atau 3 sel (sel tabung + dua gamet jantan).
Perkembangan Pasca Penyerbukan:
Pada kepala putik, serbuk sari yang cocok menyerap air dan nutrisi dari sekresi kepala putik melalui pori-pori benihnya. Tabung atau sel vegetatif membesar. Itu keluar dari butiran serbuk sari melalui salah satu pori kuman atau alur germinal untuk membentuk tabung serbuk sari. Tabung serbuk sari ditutupi oleh in-tine.
Itu dilaporkan oleh seorang matematikawan Italia Amici (1824) di Portulaca. Ini mengeluarkan pektinase dan enzim hidrolitik lainnya untuk membuat jalur untuknya dengan gaya jika yang terakhir padat. Tabung serbuk sari menyerap makanan dari sel-sel gaya untuk pertumbuhannya.
Inti tabung turun ke ujung tabung polen. Sel generatif (atau produknya) juga masuk ke dalamnya. Ini segera membelah menjadi dua gamet jantan nonmotil jika belum terbagi. Setiap gamet jantan berbentuk lenticular hingga bulat. Ini memiliki nukleus besar yang dikelilingi oleh selubung tipis sitoplasma. Setiap gamet jantan dianggap sebagai satu sel. Inti tabung dapat merosot sepenuhnya.
Tabung serbuk sari adalah kelenjar, sekretori dan serap. Memiliki (i) Zona pertumbuhan di ujung (cap block) dengan sitoplasma aktif padat kaya vesikel, (ii) Zona inti yang mengandung inti tabung dan gamet jantan, (iii) Zona vakuolisasi kaya sitoplasma vakuola antara sitoplasma aktif dan inaktif dengan rangkaian colokan callose untuk memisahkan sitoplasma tidak aktif yang lebih tua.
Tabung serbuk sari tidak hanya membawa gamet jantan tetapi juga mengeluarkan hormon dan menyerap makanan dari gaya. Butir polen dengan tabung polen yang membawa gamet jantan mewakili gametofit jantan dewasa. Ini adalah 3 sel (satu sel tabung + 2 gamet jantan) dan 3 struktur berinti yang dibentuk oleh dua pembelahan mitosis.
