Gambaran Umum Mekanisme Transpor pada Tumbuhan
Transpor pada tingkat seluler bergantung pada permeabilitas selektif membran. Protein transpor tertentu memungkinkan sel tumbuhan mempertahankan lingkungan internalnya yang berbeda dari lingkungan sekitarnya. Pompa proton berperan penting dalam transpor melewati membran tumbuhan. Potensial membran dan gradien H+ yang dihasilkan oleh pompa proton dimanfaatkan untuk menggerakkan transpor berbagai zat terlarut.
Perbedaan potensial air menggerakkan transpor air pada sel tumbuhan. Zat terlarut menurunkan potensial air, sementara tekanan meningkatkan potensial air. Air mengalir melalui osmosis dari suatu kompartemen dengan potensial air yang lebih tinggi ke kompartemen dengan potensial air yang lebih rendah. Akuaporin, saluran spesifik untuk mengangkut air pada membran kemungkinan bisa membantu mengatur laju osmosis. Sebuah sel yang membengkak menyesuaikan potensial air lingkungan sekitarnya ketika dinding sel itu memberikan tekanan yang melawan kecenderungan sel untuk mengambil air karena potensial zat terlarutnya.
Sel-sel tumbuhan yang bervakuola memiliki tiga kompartemen utama. Membran plasma mengatur transpor antara sitosol dan larutan dinding, sementara tonoplas mengatur transpor antara sitosol dan vakuola.
Simplas dan apoplas berfungsi dalam transpor di dalam jarigan dan organ. Simplas adalah rangkaian sitosol yang dihubungkan oleh plasmodesmata. Apoplas adalah rangkaian dinding sel. Aliran massal (bulk flow) berfungsi dalam transpor jarak jauh. Transpor getah xilem dan getah floem disebabkan oleh perbedaan tekanan pada ujung yang berlawanan pada pembuluh, yaitu pada pembuluh xilem dan pembuluh tapis.
Penyerapan Air dan Mineral oleh Akar
Rambut akar, mikorhiza, dan luas permukaan sel-sel kortikal yang sangat besar meningkatkan penyerapan air dan mineral. Rambut akar adalah jalur terpenting dalam penyerapan di dekat ujung akar, akan tetapi mikorhiza, yaitu asosiasi simbiotik fungi dan akar, bertanggung jawab atas sebagian besar penyerapan oleh keseluruhan sistem akar. Saat larutan tanah memasuki akar, maka luas permukaan membran sel korteks yang begitu besar meningkatkan pengambilan air dan mineral tertentu ke dalam sel.
Endodermis berfungsi sebagai penjaga gerbang yang selektif antara korteks akar dan jaringan pembuluh. Air dapat menembus korteks melalui simplas atau apoplas, akan tetapi mineral yang mencapai mesoderm melalui apoplas akhirnya harus melewati membran selektif pada sel-sel endodermal. Pita Kaspari yang berlilin pada dinding endodermal menghambat transfer apoplas mineral dari korteks ke stele.
Tanspor Getah Xilem
Naiknya getah xilem sebagian besar tergantung pada transpirasi dan sifat-sifat fisik air. Kehilangan uap air (transpirasi) akan menurunkan potensial air pada daun dengan cara menghasilkan suatu tekanan negatif (tegangan). Potensial air yang rendah ini akan menarik air dari xilem. Kohesi dan adhesi air merambatkan gaya tarik ke seluruh sistem hingga menuju ke akar. Getah xilem naik melalui aliran massal yang digerakkan oleh tenaga surya. Pergerakan cairan xilem melawan gravitasi dipertahankan melalui transpirasi.
Kontrol Transpirasi
Sel-sel penjaga bertindak sebagai penengah pada kompromi antara fotosintesis dan transpirasi. Stomata mendukung fotosintesis dengan cara memudahkan pertukaran CO2 dan O2 antara daun dan atmosfir, akan tetapi pori ini juga menjadi jalan utama hilangnya air melalui transpirasi pada tumbuhan. Perubahan turgor dalam sel penjaga berguna untuk mengatur ukuran pembukaan stomata, yang dipengaruhi oleh transport K+ dan air ke dalam dan keluar sel.
Xerofit memiliki adaptasi yang mengurangi transpirasi. Letak stomata yang terlindung di dalam perlekukan daun dan struktur adaptasi lainnya memungkinkan tumbuhan tertentu bertahan hidup di dalam lingkungan kering.
Translokasi Getah Floem
Floem mentranslokasikan getahnya dari sumber gula ke sugar sink. Daun dewasa adalah sumber utama, meskipun organ penyimpanan seperti umbi dapat berfungsi sebagai sumber selama musim tertentu. Ujung akar dan tunas yang sedang berkembang adalah contoh sugar sink. Pengisian dan pembongkaran floem bergantung pada transpor aktif sukrosa. Sukrosa diangkut bersama dengan H+, yang berdifusi menuruni suatu gradien yang dibentuk oleh pompa proton. Aliran tekanan adalah mekanisme translokasi pada angiospermae. Pengisian gula pada ujung sumber suatu pembuluh tapis dan pembongkaran pada ujung pembuangan merupakan upaya untuk mempertahankan suatu perbedaan tekanan yang menjaga agar getah dapat mengalir melalui pembuluh tersebut.
Sumber: Campbell, Neil A., Jane B. Reece dan Lawrence G. Mitchell. Biologi Jilid 2. Jakarta: Erlangga.
