Gerak Tropisme dan Nasti Pada Tumbuhan
Lebih seabad yang lau, Darwin telah mengetahui, bahwa tumbuhan walaupun berakar didalam tanah, menunjukan pergerakan tertentu yang sering diinterprestasikan sebagai adaptasi di lingkungan Umumnya pergerakan pada tumbuhan-tumbuhan digolongkan kedalam dua kategori almiah, yaitu:
1. Tropisme, (bahasa Yunani, trope, artinya membengkok) yang berarti arah rangsangan lingkungan menentukan arah gerakan. Contohnya, batang yang tumbuh menjauhi gravitasi atau menuju sumber cahaya.
2. Nasti, (bahasa Yunani, nastos, artinya dipaksa mendekat) yang terpicu oleh rangsangan dari luar, namun arah rangsangan tidak menentukan arah gerakan. Contohnya, gerakan harian dedaunan, atau pembukaan dan penutupan stomata.
Kedua gerakan tersebut sering merupakan hasil dari perbedaan pertumbuhan yang irreversible, tapi dapat juga disebabkan oleh penyerapan air yang reversible ke dalam sel, khususnya yang disebut sel-sel motor (motor cells), yang secara kolektif membentuk suatu pulvinus.
Perubahan lingkungan yang menginduksi gerakan tumbuhan atau respons lainnya disebut rangsangan. Bagian tumbuhan yang menerima rangsangan dinamakan reseptor. Setelah rangsangan diterima ia akan diubah (ditransduksi) menjadi bentuk lain, yang sering dikenal sebagai isyarat, yang kemudian diteruskan menjadi respon motor (pertumbuhan atau gerak pulvinus yang merupakan peneyebab sebenarnya gerakan tanaman). Itulah yang menyebabkan timbulnya gerak tumbuhan.
Tiga tahap utama yang selalu ditemui dalam studi pergerakan pada tumbuhan, dimana ketiga tahap ini berlangsung secara berurutan sebagai berikut :
1. Persepsi; bagaimana tumbuhan atau bagian tumbuhan mendeteksi stimulus lingkungan yang menyebakan respon.
2. Transduksi; bagaimana mekanisme persepsi memindahkan stimulus yang dirasakannya ke sel-sel di dalam organ, dimana pergerakan terjadi.
3. Respon; apa yang sebenarnya terjadi pada tumbuhan setalah proses transduksi, yang terlihat sebagai pergerakan.
Dari penelitian-penelitian tentang gerakan-gerakan nasti dan tropisme selama 20 atau 30 tahun terakhir ini didapat dua hal pokok, yaitu :
1. Mekanisme yang sama dalam suatu tumbuhan sering menyebabkan respons yang berbeda
2. Mekanisme berbeda dapat menghasilkan yang sama pada organisme yang berbeda, bahkan pada organisme yang sama.
Gerak Nasti
Gerakan daun atau anak daun pada daun majemuk sering menunjukan gerak nastik. Pembengkokkan organ ke atas disebut hiponasti, pembengkokkan ke bawah disebut epinasti. Gerak daun ini disebabkan olah adanya pulvinus di pangkal tangkai daun, helai daun, atau anak daun, tetapi gerak ini juga terjadi pada tumbuhan yang tidak memiliki pulvinus.
Umumnya gerakan-gerakan nasti adalah reversible, baik ia dikendalikan oleh pulvinus atau perubahan kecepatan pertumbuhan pada bagian atas atau bawah suatu organ. Epinasti terjadi bila sel-sel bagian atas petiole atau daun, terutama dalam vena utama, tumbuh (memanjang irreversible) lebih giat dibandingkan sel-sel bagian bawah. Pembengkokkan berubah menjadi hiponasti ketika sel disisi bawah berubah tumbuh lebih cepat.
Gerak nasti dikontrol oleh hormon turgorin. Berbagai senyawa aktif terdapat di dalam pulvinus beberapa tumbuhan, mengontrol gerakan-gerakan daun melalui pengaruhnya terhadap tekanan turgor. Senyawa-senyawa ini dikelompokkan sebagai suatu hormon turgorin. Gerak nasti terdiri atas niktinasi, hidronasti (higronasti), thigmonasti, perangkap lalat venus, thigmomorfogenesis dan seismomorfogenesis.
Niktinisti
Gerak niktinasti merupakan proses berirama yang dikendalikan oleh interaksi antara lingkungan dan waktu biologis. Misalnya gerakan daun, dari hampir mendatar pada siang hari sampai hampir tegak pada malam hari telah dikenal lebih dari 2000 tahun yang lalu.
Studi tentang ini jelas terlihat pada spesies tumbuhan yang mempunyai daun majemauk ganda. Daun-daun tersebut sering memperlihatkan gerakan tidur (sleep movement). Sel–sel dalam pulvinus yang membengkak selama membukanya daun disebut ekstensor, sedangkan yang meyusut disebut flexor. Pulvinus Samanea sp. berbentuk silinder lurus siang hari saat daun membuka dan berbentuk silinder membengkok pada malam hari.
Hidronasti (Higronasti)
Hidronasti merupakan gerakan pelipatan atau penggulungan daun, namun penggulungan daun terjadi akibat responsnya terhadap keadaan rawan air (stress air), bukan terhadap cahaya. Gerakan ini terjadi akibat hilangnya turgor dalam sel motor berdinding tipis yang disebut sel membisul (buliform). Sel-sel bulliform hanya mempunyai sedikit atau tidak ada sama sekali kutikula, sehingga ia kehilangan air pada waktu transpirasi lebih cepat dibandingkan sel-sel epidermis lain. Dengan menurunnya tekanan turgor sel-sel ini, turgor sel relatif tetap dalam sel-sel di sisi bawah daun menyebabkan daun melipat.
Thigmonasti
Merupakan gerak nasti akibat sentuhan (bahasa Yunani, thigma, artinya sentuhan). Gerakan ini terlihat pada beberapa famili tertentu seperti mimosaceae, fabaceae. Contoh paling jelas adalah pada putri malu (Mimosa sp.). Anak-anak daun dan daun-daun dengan cepat melipat bila diraba, atau disentuh, digoyang, dipanaskan, didinginkan dengan cepat, atau diberi ransangan listrik. Bila hanya satu anak daun yang diberi stimulus, stimulus ini bergerak ke seluruh tumbuhan, mempengaruhi anak-anak daun yang lain. Reaksi tumbuhan ini
disebabkan oleh transportasi air keluar dari sel-sel motor dalam pulvinus, yang berhubungan dengan aliran K+.
Gerak Tropisme
Tropisme yaitu respons tumbuhan terhadap arah rangsangan lingkungan, pertumbuhan menjadi tidak seimbang (diferensial) di beberapa bagian dari suatu organ. Akar tumbuh ke bawah dan batang tumbuh ke atas sebagai responsnya terhadap gravitasi (gravitropisme). Batang dan daun sering mengarahkan dirinya menuruti cahaya (fototropisme), tetapi akar jarang memperlihatkan fototropisme. Tigmotropisme adalah respon terhadap sentuhan benda padat, yaitu dengan merambatnya tumbuhan mengelilingi sebuah tiang atau batang tumbuhan lain.
Walau banyak data tentang tropisme, umumnya hanya bersifat deskriptif atau fenomenologi. Dengan berkembanganya ilmu fisika dan mekanik ruang, mulai ditelilti mekanisme yang menjadi dasar bagi gerak tropisme ini. Dipostulatkan bahwa mekanisme tersebut melibatkan tiga langkah: persepsi, transduksi dan respons. Gerak tropisme terdiri atas :
Fototropisme
Dari percobaan Darwin dan yang lainnya, disimpulkan bahwa sensitifitas terhadap fototropisme terdapat diujung koleoptil. Darwin menemukan bahwa koleoptil Avena membengkok ke arah cahaya bila ujungnya dibungkus, jadi sensitifitas fototropisme terjadi di bawah ujung. Tapi ternyata ujung koleoptil 1000 kali lebih sensitive dibandingkan dengan respon pad pangkal. Bila cahaya lunak diberikan, respon bergerak berangsur-angsur dari ujung ke pangkal, namun dengan menggunakan cahaya gelap atau terang maka terjadi respon secara serentak di sepanjang koleoptil. Hipokotil (batang bibit di bawah kotiledon) tidak memperlihatkan respon terhadap fototropisme.
Skototropisme
Bibit tumbuhan (setelah berkecambah) yang hidup di dalam dasar hutan tropis, memperlihakan suatu fenomena dengan pertumbuhan ke arah kegelapan (negatif fototropisme). Kemungkinan setelah mendapatkan tempat memanjat (pohon yang gelap tadi) tumbuhan atau seedling ini akan menjadi fototropisme positif, tumbuh ke arah cahaya.
Gravitropisme
Gerak tumbuhan ke arah atau menjauhi tarikan atau gravitasi bumi adalah contoh gravitropisme yang positif atau negatif. Akar bersifat gravitropisme positif, diamana antara akar primer, skunder dan tertier punya sensitifitas berbeda terhadap garavitropisme sehingga sistem akar dapat memanfaatkan semaksimal mungkin. Batang dan tangkai bunga bersifat gravitropisme negatif dan sensitifitasnya juga berbeda sehingga bisa memanfaatkan ruang semaksimal mungkin, menyerap CO2 dan cahaya seefektif mungkin. Sesuai dengan respon yang diperlihatkan organ tersebut dikenal:
1. Orthogravitropisme, tumbuh vertikal, seperti batang dan akar
2. Diagravitropisme, tumbuh horizontal
3. Plagiotropisme, tumbuh membentuk sudut dengan garis horizontal
4. Agravitropisme, tak ada respon terhadap gravitasi
