Stomata berasal dari bahasa Yunani yaitu stoma yang berarti lubang atau porus, jadi stomata adalah lubang-lubang kecil berbentuk lonjong yang dikelilingi oleh dua sel epidermis khusus yang disebut sel penutup (Guard Cell), dimana sel penutup tersebut adalah sel-sel epidermis yang telah mengalami kejadian perubahan bentuk dan fungsi yang dapat mengatur besarnya lubang-lubang yang ada diantaranya (Kertasaputra, 1988).

Stomata pada umumnya terdapat pada bagian-bagian tumbuhan yang berwarna hijau, terutama sekali pada daun-daun tanaman. Pada “submerged aquatic plant” atau tumbuhan yang hidup dibawah permukaan air terdapat alat-alat yang strukturnya mirip dengan stomata. Pada daun-daun yang berwarna hijau stomata terdapat pada satu permukaannya saja (Kertasaputra, 1988).

TIPE PENYEBARAN STOMATA

Ada 5 tipe penyebaran stomata pada tanaman, yaitu :

  1. Tipe apel atau murbei dimana stomata didapatkan hanya tersebar pada sisi bawah daun saja, seperti pada apel, peach, murbei, kenari dan lain-lain.
  2. Tipe kentang dimana stomata didapatkan tersebar lebih banyak pada sisi bawah daun dan sedikit pada sisi atas daun seperti pada kentang, kubis, buncis, tomat, pea dan lain-lain.
  3. Tipe oat, yaitu stomata tersebar sama banyak baik pada sisi atas maupun pada sisi bawah daun, misalnya pada jagung, oat, rumput dan lain-lain.
  4. Tipe lili hutan, yaitu stomata hanya terdapat pada epidermis atas saja, misalnya lili air dan banyak tumbuhan air.
  5. Tipe potamogeton yaitu stomata sama sekali tidak ada atau kalau ada vestigial, misalnya pada tumbuhan-tumbuhan bawah air(Pandey dan Sinha, 1983).

SUSUNAN STOMATA

Stomata dapat dibagi menjadi beberapa bagian diantaranya, yaitu  bagian sel penutup atau sel penjaga (guard cell), bagian yang merupakan sel tetangga, dan ruang udara dalam. Sel penutup terdiri dari sepasang sel yang kelihatannya semetris, umumnya berbentuk ginjal, pada dinding sel atas dan bawah tampak adanya alat yang berbentuk birai (ledges), kadang-kadang birai tersebut hanya terdapat pada dinding sel bagian atas. Adapun fungsi birai pada dinding sel bagian atas itu adalah sebagai pembatas ruang depan (Front Cavity) diatas porusnya sedangkan pembatas ruang belakang (Basic Cavity) antara porus dengan ruang udara yang terdapat dibawahnya.

Keunikan dari sel penjaga adalah serat halus sellulosa (cellulose microfibril) pada dinding selnya tersusun melingkari sel penjaga, pola susunan ini dikenal sebagai miselasi radial (Radial Micellation). Karena serat selulosa ini relatif tidak elastis, maka jika sel penjaga menyerap air mengakibatkan sel ini tidak dapat membesar diameternya melainkan memanjang. Akibat melekatnya sel penjaga satu sama lain pada kedua ujungnya memanjang akibat menyerap air maka keduanya akan melengkung ke arah luar. Kejadian ini yang menyebabkan celah stomata membuka (Kertasaputra, 1988) .

MACAM – MACAM STOMATA

Keadaan letak sel penutup yang berbeda dapat menentukan macam-macam stomata seperti :

  • Stoma phanerophore yaitu stoma yang sel-sel penutupnya terletak pada permukaan daun, seperti pada tumbuh-tumbuhan hidrophyt. Stoma yang letaknya dipermukaan daun ini dapat menimbulkan banyaknya pengeluaran secara mudah dan selain itu epidermisnya tidak mempunyai lapisan kutikula.
  • Stoma kriptophore yaitu stoma yang sel penutupnya berada jauh dipermukaan daun, biasanya terdapat pada tumbuhan yang hidup di daerah kering yang dapat langsung menerima radiasi matahari. Dengan demikian fungsinya untuk mengurangi penguapan yang berlebihan, membantu fungsi epidermis, mempunyai lapisan kutikula yang tebal serta rambut-rambut. Biasanya sering terdapat pada tumbuhan golongan kaktus.

Sel tetangga pada stomata adalah sel-sel yang mengelilingi sel penutup (guard cell). Sel-sel tetangga ini terdiri dari dua buah sel atau lebih yang secara khusus melangsungkan fungsi secara berasosiasi dengan sel-sel penutup. Ruang udara dalam (substomatal chamber) merupakan suatu ruang antar sel (intersellular space) yang besar, yang berfungsi ganda bagi fotosintesis dan transpirasi (Kertasaputra, 1988).

MEKANISME KERJA, BIOSINTESIS, DAN PERANAN STOMATA DALAM METABOLISME

Walaupun tidak ada ketentuan umum tentang mekanisme membukanya stomata, akan tetapi kebanyakan teori menganggap bahwa mekanisme ini melibatkan mekanisme turgor (Pandey dan Sinha, 1983).

Stomata akan membuka jika kedua sel penjaga meningkat. Peningkatan tekanan turgor sel penjaga disebabkan oleh masuknya air kedalam sel penjaga tersebut. Pergerakan air dari satu sel ke sel lainnya akan selalu dari sel yang mempunyai potensi air lebih tinggi ke sel ke potensi air lebih rendah. Tinggi rendahnya potensi air sel akan tergantung pada jumlah bahan yang terlarut (solute) didalam cairan sel tersebut. Semakin banyak bahan yang terlarut maka potensi osmotic sel akan semakin rendah. Dengan demikian, jika tekanan turgor sel tersebut tetap, maka secara keseluruhan potensi air sel akan menurun. Untuk memacu agar air masuk ke sel penjaga, maka jumlah bahan yang terlarut di dalam sel tersebut harus ditingkatkan (Lakitan, 1993).

Aktivitas stomata terjadi karena hubungan air dari sel-sel penutup dan sel-sel pembantu. Bila sel-sel penutup menjadi turgid dinding sel yang tipis menggembung dan dinding sel yang tebal yang mengelilingi lobang (tidak dapat menggembung cukup besar) menjadi sangat cekung, karenanya membuka lubang. Oleh karena itu membuka dan menutupnya stomata tergantung pada perubahan-perubahan turgiditas dari sel-sel penutup, yaitu kalau sel-sel penutup turgid lobang membuka dan sel-sel mengendor pori/lobang menutup (Pandey dan Sinha, 1983).

Stomata membuka karena sel penjaga mengambil air dan menggembung dimana sel penjaga yang menggembung akan mendorong dinding bagian dalam stomata hingga merapat. Stomata bekerja dengan caranya sendiri karena sifat khusus yang terletak pada anatomi submikroskopik dinding selnya. Sel penjaga dapat bertambah panjang, terutama dinding luarnya, hingga mengembang ke arah luar. Kemudian, dinding sebelah dalam akan tertarik oleh mikrofibril tersebut yang mengakibatkan stomata membuka (Salisbury dan Ross, 1995).

Pada saat stomata membuka akan terjadi akumulasi ion kalium (K+) pada sel penjaga. Ion kalium ini berasal dari sel tetangganya. Cahaya sangat berperan merangsang masuknya ion kalium ke sel penjaga dan jika tumbuhan ditempatkan dalam gelap, maka ion kalium akan kembali keluar sel penjaga (Lakitan, 1993).

Ketika ion kalium masuk ke dalam sel penjaga, sejumlah yang sama ion hydrogen keluar, dimana ion hydrogen tersebut berasal dari asam-asam organic yang disintesis ke dalam sel penjaga sebagai suatu kemungkinan faktor penyebab terbukanya stomata. Asam organic yang disintesis umumnya adalah asam malat dimana ion-ion hydrogen terkandung didalamnya. Asam malat adalah hasil yang paling umum didapati pada keadaan normal. Karena ion hydrogen diperoleh dari asam organic, pH di sel penjaga akan turun (akan menjadi semakin asam), jika H+ tidak ditukar dengan K+ yang masuk (Salisburry and Ross, 1995).

Stomata tumbuhan pada umumnya membuka pada saat matahari terbit dan menutup saat hari gelap sehingga memungkinkan masuknya CO2 yang diperlukan untuk fotosintesis pada siang hari. Umumnya, proses pembukaan memerlukan waktu 1 jam dan penutupan berlangsung secara bertahap sepanjang sore. Stomata menutup lebih cepat jika tumbuhan ditempatkan dalam gelap secara tiba-tiba (Salisbury dan Ross, 1995). Loveless (1991) dalam literaturnya menyebutkan terbukanya stomata pada siang hari tidak terhambat jika tumbuhan itu berada dalam udara tanpa karbon dioksida, yaitu keadaan fotosintesis tidak dapat terlaksana.

SKEMA MEMBUKA DAN MENUTUP STOMATA

Skema mekanisme membukanya stomata :

Cahaya à fotosintesis dalam sel-sel mesophyll à berkurangnya CO2 dalam ruang antar sel à menaikan pH dalam sel penutup  perubahan enzimatik menjadi gula à menaikkan kadar gula à menaikkan tekanan osmotic dari getah sel à menaikkan turgor stomata membuka (Pandey dan Sinha, 1983).

Cahaya merah dan biru sangat efektif dalam merangsang pembukaan stomata, tetapi jika dibandingkan antara kedua panjang gelombang cahaya tersebut maka cahaya biru sepertinya lebih efektif dibandingkan cahaya merah. Pada intensitas rendah dimana cahaya merah tidak menunjukkan pengaruh, cahaya biru telah dapat mempengaruhi pembukaan stomata. Cahaya biru selain merangsang masuknya ion kalium ke sel penjaga, juga berperan dalam pemecahan molekul pati untuk menghasilkan fosfoenol piruvat (PEP) yang dapat menerima CO2 untuk membentuk asam malat, untuk menjaga netralitas muatan listrik, maka masuknya ion kalium harus dibarengi oleh masuknya suatu anion. Pada beberapa spesies ditemukan bahwa anion tersebut adalah chlor (Lakitan, 1993).

Tidak semua stomata pada spesies sangat peka terhadap kelembaban atmosfer. Stomata menutup bila selisih kandungan uap air di udara dan di ruang antar sel melebihi titik kritik. Hal itu mungkin disebabkan gradien uap yang tajam mendorong penutupan stomata, respon paling cepat terhadap kelembaban yang rendah terjadi pada saat tingkat cahaya rendah.

Suhu tinggi (30 – 350C) biasanya menyebabkan stomata menutup. Mungkin hal ini sebagai respon tak langsung tumbuhan terhadap keadaan rawan air, atau mungkin karena laju respirasi naik sehingga CO2 dalam daun juga naik (Salisbury dan Ross, 1995)

Penutupan stomata terjadi setelah tumbuhan mengakumulasi ABA (Asam Absisat). Pada daun asam absisat dapat berada pada tiga bagian sel yang berbeda, yaitu :

  1. Pada sitosol, dimana ABA disintesis
  2. Pada kloroplast, dimana ABA diakumulasikan
  3. Pada dinding sel, yang dapat merangsang penutupan stomata. ABA pada dinding sel berasal dari sel-sel mesophyl daun dimana ABA disintesis. Jika asam absisat di aplikasikan pada daun tumbuhan pada konsentrasi yang sangat rendah maka akan menyebabkan stomata menutup.

(Lakitan, 1993)

Bila zat pengatur tumbuh asam absisat diberikan pada konsentrasi rendah, stomata akan menutup. Selanjutnya bila daun mengalami rawan air, ABA dijaringannya akan meningkat. Bila daun mongering secara normal perlahan-lahan ABA meningkat sebelum akhirnya stomata tertutup, diduga penutupan stomata ini karena responnya terhadap rawan air melalui peranan ABA (Salisbury dan Ross, 1995).

Pori stomata berfungsi untuk pertukaran gas antara atmosfer dengan sistem ruang antara sel yang berada pada jaringan mesofil di bawah epidermis yang disebut rongga substomata (Loveless, 1991).

Sebagian besar air diserap oleh akar tidak disimpan dalam tumbuhan atau digunakan dalam berbagai proses metabolisme, tetapi hilang ke udara melalui evaporasi. Proses evaporasi pada tumbuhan disebut transpirasi. Walaupun transpirasi terjadi pada setiap bagian tumbuhan (biarpun hanya sedikit), pada umumnya kehilangan air terbesar melalui daun. Dan transpirasi stomata. Transpirasi kutikula hanya 10% dan selebihnya melalui stomata (Loveless, 1991).

PENGARUH CAHAYA DAN PERTUMBUHAN

Cahaya dibutuhkan oleh tumbuhan untuk proses fotosintesis,khususnya reaksi terang. Reaksi terang adalah reaksi yang menyimpan energi matahari dalam bentuk ATP dan NADPH yang menyediakan tenaga pereduksi yang diperlukan untuk biosintesis karbohidrat dengan reaksi :

NADP + NHV + H2O + ADP + P à NADPH + H+ + O2 + ATP

Pada reaksi terang, terdapat 2 reaksi yang dijalankan cahaya, yaitu fotosintesis I dan II. Fotosintesis  I bekerja dengan cahaya merah dan dapat mereduksi NADP. Fotosintesis II bekerja dengan cahaya yang tergabung dengan fotosintesis I sebagai penerima elektron akhir dan tergabung H2O sebagai pembagi elektron untuk menghasilkan oksigen. Tumbuhan yang kekeurangan cahaya matahari akan mengalami perekdusian klorofil. Pereduksi klorofil merupakan ketidakefektifan klorofil pada daun dikrenakan tidak adanya sinar matahari. Klorofil yang membantu tumbuhan sebagai tumbuhan autotrof untuk menghasilkan amilum tidak bekerja. Oleh karena itulah tumbuhan yang berada di dalam kondisi naungan akan memiliki daun yang berwarna pucat. Semakin banyak intensitas cahaya yang diperoleh tanaman, maka kadar oksigen yang dihasilkan juga semakin banyak. Hal ini karena proses fotosintesis juga akan menghasilkan oksigen dengan bantuan cahaya. Tumbuhan yang telah melakukan fotosintesis akan menghasilkan nutrisi untuk pertumbuhan tanaman tersebut, sehingga ketika cahaya yang diperoleh kurang, maka nutrisi seperti amilum pun akan berkurang sehingga pertumbuhan akar dan batang menjadi terganggu (Page,1997).

Pengaruh cahaya bukan hanya tergantung kepada intensitas (kuat penyinaran ) saja, namun ada faktor lain yang terdapat pada cahaya, yaitu berkaitan dengan panjang gelombangnya. Penelitian yang dilakukan oleh Hendricks dan Borthwick pada tahun 1984, menunjukkan bahwa cahaya yang berpengaruh terhadap pertumbuhan adalah pada spectrum merah dengan panjang gelombang 660nm. Kekurangan cahaya matahari akan mengganggu proses fotosintesis dan pertumbuhan, meskipun kebutuhan cahaya tergantung pada jenis tumbuhan. Selain itu , kekurangan cahaya saat perkecambahan berlangsung akan menimbulkan gejala etiolasi dimana batang kecambah akan tumbuh lebih cepat namun lemah dan daunnya berukuran kecil, tipis dan bewarna pucat (tidak hijau). Semua ini terjadi dikarenakan tidak adanya cahaya sehingga dapat memaksimalkan fungsi auksin untuk pemanjangan sel-sel tumbuhan. Sebaliknya , tumbuhan yang tumbuh di tempat terang menyebabkan tumbuhan tumbuhan tumbuh lebih lambat dengan kondisi relative pendek, daun berkembang baik lebih lebar, lebih hijau, tampak lebih segar dan batang kecambah lebih kokoh (Anonim,2008).

Fungsi stomata:

  • Sebagai jalan masuknya  CO2 dari  udara pada proses  fotosintesis
  • Sebagai jalan penguapan (transpirasi)
  • Sebagai jalan pernafasan (respirasi)

Sel yang mengelilingi stomata atau biasa disebut dengan sel tetangga berperan dalam perubahan osmotik yang menyebabkan gerakan sel penutup.

Sel penutup letaknya dapat sama tinggi, lebih tinggi atau lebih rendah dari sel epidermis lainnya. Bila sama tinggi dengan permukaan epidermis lainnya disebut faneropor, sedangkan jika menonjol atau tenggelam di bawah permukaan disebut kriptopor. Setiap sel penutup mengandung inti yang jelas dan kloroplas yang secara berkala menghasilkan pati. Dinding sel penutup dan sel penjaga sebagian berlapis lignin.

Berdasarkan hubungan ontogenetik antara sel penjaga dan sel tetangga, stomata dapat dibagi menjadi tiga tipe, yaitu:

  1. Stomata mesogen, yaitu sel tetangga dan sel penjaga asalnya sama.
  2. Stomata perigen, yaitu sel tetangga berkembang dari sel protoderm yang berdekatan dengan sel induk stomata.
  3. Stomata mesoperigen, yaitu sel-sel yang mengelilingi stomata asalnya berbeda, yang satu atau beberapa sel tetangga dan sel penjaga asalnya sama, sedangkan yang lainnya tidak demikian.

Pada tumbuhan dikotil, berdasarkan susunan sel epidermis yang ada di samping sel penutup dibedakan menjadi empat tipe stomata, yaitu:

  1. Anomositik, sel penutup dikelilingi oleh sejumlah sel yang tidak beda ukuran dan bentuknya dari sel epidermis lainnya. Umum pada Ranuculaceae, Cucurbitaceae, Mavaceae.
  2. Anisositik, sel penutup diiringi 3 buah sel tetangga yang tidak sama besar. Misalnya pada Cruciferae, Nicotiana, Solanum.
  3. Parasitik, setiap sel penutup diiringi sebuah sel tetangga/lebih dengan sumbu panjang sel tetangga itu sejajar sumbu sel penutup serta celah. Pada Rubiaceae, Magnoliaceae, Convolvulaceae, Mimosaceae.
  4. Diasitik, setiap stoma dikelilingi oleh 2 sel tetangga yang tegak lurus terhadap sumbu panjang sel penutup dan celah. Pada Caryophylaceae, Acanthaceae.

Daftar Pustaka

Anonim.2008. Pengaruh cahaya terhadap pertumbuhan tanaman cabai. http://harikuyangcerah.blogspot.com/2008/12/bab-i-pendahuluan-1.html. diakses pada tanggal 19 april 2009 jam 17.44

Kartasaputra, A.G. 1998. Pengantar Anatomi Tumbuh-tumbuhan, tentang Sel dan Jaringan. Bina Aksara : Jakarta.

Lakitan, B. 1993. Dasar-dasar Fisiologi Tumbuhan. Raja Grafindo Persada :Jakarta

Loveless, A.R. 1991. Prinsip-prinsip Biologi Tumbuhan untuk daerah tropik dari Principles of Plant Biology For The Tropics oleh Kuswara Kartawinata. Gramedia Pustaka Utama : Jakarta

Page, David.1997. Prinsip – Prinsip Biokimia. Erlangga : Jakarta

Pandey, S. N. dan B. K. Sinha. 1983. Fisiologi Tumbuhan. Terjemahan dari Plant physiologi 3 th edition. Agustinus ngatijo : Yogyakarta Salisbury, F. B. dan Cleon. W. Ross. 1995. Fisiologi Tumbuhan, Jilid 1. ITB :  Bandung

Tinggalkan Balasan

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *