1.2 - Tisu Meristem dan Pertumbuhan

Tisu meristem merupakan tisu hidup belum membeza yang terlibat dalam pertumbuhan tumbuhan. Tisu meristem boleh dikategorikan kepada dua jenis.

• Meristem apeks , yang terdapat di hujung pucuk dan hujung akar.
• Meristem lateral pula terdiri daripada kambium vaskular dan kambium gabus.

Pertumbuhan dan perkembangan merujuk kepada perubahan yang berlaku dalam organisma daripada peringkat zigot sehingga dewasa.

Rajah 3 - Meristem apeks dan meristem lateral dalam tumbuhan.

Zon Pertumbuhan Sel

Terdapat 3 zon pertumbuhan sel pada hujung pucuk dan hujung akar tumbuhan iaitu zon pembahagian sel, zon pemanjangan sel dan zon pembezaan sel. Zom pertumbuhan ini merupakan pertumbuhan primer tumbuhan.

Rajah 4 - Zon pertumbuhan sel pada hujung pucuk (kiri) dan hujung akar (kanan).

Zon pertumbuhan, Struktur dan fungi

Zon pembahagian sel

• Berlaku pada meristem apeks yang mempunyai sel-sel meristem yang aktif dalam mitosis
• Bilangan sel yang bertambah memanjangkan batang tumbuhan
• Sel baharu yang terbentuk menolak sel lama ke zon pemanjangan sel

Zon pemanjangan sel

• Terdiri daripada sel-sel yang mengalami pertambahan saiz
• Pertambahan saiz berlaku melalui resapan air secara osmosis dan penyerapan nutrien ke dalam sel dan vakuol
• Vakuol-vakuol kecil bergabung membentuk vakuol yang lebih besar melalui proses yang dipanggil pemvakuolan
• Air yang masuk ke dalam sel menghasilkan tekanan pada dinding sel lalu menolak, memanjang dan melebarkan sel tersebut

Rajah 5 - Pemanjangan sel.

Zon pembezaan sel

• Terdiri daripada sel-sel membeza
• Sel mencapai saiz maksimum apabila pembezaan berlaku
• Pembezaan membentuk tisu kekal seperti epidermis, korteks, xilem dan floem
• Sel khusus menjalankan fungsi spesifik. Contohnya, sel epidermis membeza dan membentuk
  • Sel pengawal yang mengawal bukaan liang stoma untuk proses fotosintesis
  • Sel rambut akar yang meningkatkan penyerapan air dan mineral

Jenis Pertumbuhan

Tumbuhan mengalami dua jenis pertumbuhan iaitu pertumbuhan primer dan pertumbuhan sekunder.

Pertumbuhan primer

• Pertumbuhan yang dialami oleh semua tumbuhan.
• Berlaku selepas percambahan.
• Bertujuan untuk menambah panjang batang dan akar.
• Berlaku pada meristem apeks di hujung pucuk dan hujung akar.
• Bermula dengan pembahagian sel aktif pada meristem apeks, diikuti dengan pemanjangan dan pembezaan sel.
• Di hujung pucuk, primordium daun dan primordium tunas akan tumbuh membentuk daun dan pucuk baharu
• Ini membantu tumbuhan menambahkan ketinggiannya
• Di hujung akar pula, bahagian jidal akar yang menjadi haus apabila menembusi tanah. Sel-sel jidal akar akan digantikan dengan sel-sel meristem

Rajah 6 - Pertumbuhan primer

Pertumbuhan sekunder

• Berlaku dalam kebanyakan eudikot dan sesetengah tumbuhan monokot (pokok renek).
• Bertujuan untuk menambah ukur lilit atau diameter batang dan akar tumbuhan.
• Tumbuhan tidak berkayu seperti tumbuhan herba tidak mengalami pertumbuhan sekunder.
• Kebanyakan tumbuhan monokot tidak mengalami pertumbuhan sekunder kecuali Draceana sp., Aloe sp., dan Agave sp.
• Terhasil daripada pembahagian sel meristem lateral yang ada pada batang dan akar tumbuhan.
• Meristem lateral terdiri daripada kambium vaskular dan kambium gabus.
  • Kambium vaskular terletak di antara tisu floem dan tisu xilem
  • Kambium gabus pula terletak di bawah lapisan epidermis

Rajah 7 - Keratan rentas batang eudicot yang mengalami pertumbuhan sekunder.

Rajah 8 - Pembahagian sel di kambium vaskular dan kambium gabus ketika pertumbuhan sekunder pada batang. Perhatikan penambahan diameter batang tumbuhan tersebut.

Rajah 9 - Pertumbuhan sekunder pada batang.

1. Pertumbuhan sekunder bermula dengan pembahagian sel secara mitosis di kambium vaskular.
2. Sel-sel dalam gelang kambium membahagi ke dalam dan membentuk xilem baharu. Sel-sel juga membahagi ke arah luar untuk membentuk floem baharu. Tisu xilem baharu akan menjadi xilem sekunder manakala tisu floem baharu akan menjadi floem sekunder.
3. Semasa pertumbuhan sekunder, xilem primer akan ditolak ke arah empulur. Floem primer pula akan ditolak ke arah epidermis. Kesannya, semua tisu xilem primer dimampatkan dan membentuk lapisan kayu yang kuat kerana dinding salur xilem ditebali dengan lignin. Penebalan lignin menyokong tumbuhan secara mekanikal.
4. Apabila lapisan xilem sekunder dimampatkan, ini menambahkan lilitan batang dan menyebabkan epidermis batang meregang dan retak. Kambium gabus menjalankan pembahagian sel aktif untuk membentuk sel-sel gabus di sebelah luar. Korteks pula dibentuk di sebelah dalam. Lapisan gabus melindungi batang daripada serangga dan patogen apabila epidermis merekah.

Rajah 10 - Pertumbuhan sekunder pada akar bertujuan untuk menambahkan ukur lilit akar. Proses ini serupa dengan pertumbuhan sekunder yang berlaku pada batang eudikot.

1. Sel-sel kambium vaskular menjalankan pembahagian secara mitosis dan membentuk gelang yang lengkap.
2. Pembahagian sel ke arah dalam membentuk xilem sekunder manakala pembahagian sel ke arah luar membentuk floem sekunder.
3. Aktiviti kambium vaskular aktif menjadikan akar lebih tebal. Kambium gabus di bawah epidermis membahagi secara aktif untuk membentuk sel-sel gabus. Gabus melindungi tisu akar.

Rajah 11 - Penghasilan xilem sekunder yang berbeza boleh menentukan usia bagi pokok tertentu. Pada musim bunga, bekalan air dan cahaya yang mencukupi menggalakkan penghasilan xilem sekunder yang besar dan berdinding nipis. Pada musim panas pula, xilem sekunder yang dihasilkan lebih kecil dan berdinding tebal kerana keadaan kurang sesuai

Kepentingan pertumbuhan primer

• Membolehkan pemanjangan pokok agar boleh mendapat cahaya matahari maksimum untuk proses fotosintesis.
• Floem primer mengangkut hasil fotosintesis dari daun ke bahagian tumbuhan yang lain.
• Xilem primer mengangkut air dan mineral dari akar ke daun.
• Xilem primer juga menyokong tumbuhan herba atau tumbuhan muda secara mekanikal.

Kepentingan pertumbuhan sekunder

• Menstabilkan tumbuhan dengan menambah diameter batang dan akar supaya ketinggian tumbuhan berpadanan.
• Memberi sokongan mekanikal kepada tumbuhan.
• Menghasilkan lebih banyak tisu xilem dan tisu floem.
• Tisu xilem dan tisu floem yang tua dan rosak digantikan.
• Menghasilkan kulit kayu yang kuat dan tebal untuk melindungi pokok daripada kehilangan air berlebihan, kemasukan patogen dan kecederaan fizikal.
• Penghasilan benih dan pembiakan membolehkan spesies hidup lebih lama.

Perbandingan antara Pertumbuhan Primer dengan Pertumbuhan Sekunder dalam Tumbuhan Eudikot

• Persamaan

  • Kedua-dua pertumbuhan meningkatkan saiz tumbuhan secara tetap
  • Kedua-dua pertumbuhan berlaku pada tumbuhan berkayu
  • Kedua-dua pertumbuhan membahagi sel secara mitosis

• Perbezaan

  • Pertumbuhan primer

    • Tisu meristem terlibat: Meristem apeks
    • Bahagian tumbuhan yang bertumbuh: Batang dan akar dalam tumbuhan yang lebih muda
    • Arah pertumbuhan: Secara memanjang
    • Kesan pertumbuhan: Batang dan akar tumbuhan semakin panjang
    • Tisu dan struktur terbentuk: Epidermis, korteks dan tisu vaskular primer (xilem dan floem primer)
    • Kehadiran tisu berkayu: Tiada
    • Ketebalan kulit kayu: Nipis
    • Kehadiran gelang tahunan: Tiada

  • Pertumbuhan sekunder

    • Tisu meristem terlibat: Meristem lateral (kambium vaskular dan kambium gabus)
    • Bahagian tumbuhan yang bertumbuh: Berlaku apabila batang dan akar telah matang dan pertumbuhan primer telah berhenti
    • Arah pertumbuhan: Secara jejari
    • Kesan pertumbuhan: Ukur lilit batang dan akar tumbuhan bertambah
    • Tisu dan struktur terbentuk: Kulit kayu, periderma (kambium gabus dan tisu gabus), lentisel, dan tisu vaskular sekunder (xilem dan floem sekunder)
    • Kehadiran tisu berkayu: Ada
    • Ketebalan kulit kayu: Tebal
    • Kehadiran gelang tahunan: Ada

Kepentingan Tumbuhan yang Mengalami Pertumbuhan Sekunder dari Segi Ekonomi

• Menghasilkan kayu balak seperti Shorea sp. (meranti) dan Balanocarpus sp. (cengal)
• Kayu yang kuat dan keras boleh digunakan untuk membuat struktur rumah bot, perabot, pagar, pintu dan sebagainya.
• Kehadiran gelang tahunan membuatkan perabot kelihatan lebih menarik dan boleh digunakan untuk menghasilkan barang perhiasan.
• Kayu dan kulit pokok seperti Hopea sp. (merawan) dan meranti boleh menghasilkan resin dan minyak. Bahan-bahan ini dikormesialkan sebagai varnis, bahan pelekat, minyak wangi dan ubat-ubatan.
• Tumbuhan berbunga boleh dijadikan tumbuhan hiasan.
• Buah-buahan boleh dijual untuk menjana sumber pendapatan dan ekonomi negara.