first entry

4. KONTROL TRANSPIRASI

            Pelepasan uap air melalui stomata disebut transpirasi. Bentuk pelepasan air

transpirasi bersama-sama dengan air yang menempel pada permukaan daun dan

batang, secara keseluruhan disebut evapotranspirasi. Evaporasi merupakan pelepasan uap air dari benda-benda tak hidup, seperti dari bebatuan, tanah, permukaan luar batang, dsb.

Transpirasi merupakan satu mekanisme untuk membuah kelebihan air atau air sisa metabolisme. Laju transpirasi dipengaruhi oleh faktor internal tumbuhan yang bersangkutan, maupun berbagai faktor klimatik lingkungannya. Secara internal, transpirasi dikontrol dengan pengaturan konduktivitas stomata, daya hisap daun, dan tekanan akar, laju fotosintesis dan respirasi, serta jenis dan umur tanamannya. Sedang faktor eksternal yang penting adalah suhu, kelembaban udara, kecepatan angin dan beda potensial air antara tanah – jaringan - atmosfer. Oleh bermacam-macam tenaga penggerak dan daya kohesi, maka dalam tubuh tumbuhan terbentuk aliran air atau benang air yang tak terputus.

Di sisi lain, transpirasi dapat dipandang sebagai salah satu mekanisme pelepasan kelebihan panas tubuh tumbuhan, serta mendorong aliran air tanah masuk ke jaringan 10 untuk mendapatkan berbagai nutrisi yang dibutuhkan. Transpirasi juga merupakan mekanisme kontrol keseimbangan daan stabilitas cairan tubuh. Stabilitas cairan tubuh terjaga apabila volum penyerapan air sebanding dengan volum kebutuhan air untuk mempertahankan turgiditas jaringan (tekanan hidrostatik) dan air untuk mendukung metabolisme serta stabilisasi suhu jaringannya. Bila transpirasi berlebihan yang tidak seimbang dengan aliran air yang masuk, maka jaringan akankehilangan turgiditasnya. Tumbuhan menjadi layu atau bahkan mengering dan mati.

A.    Sel-sel penjaga bertindak sebagai penengah pada kompromi antara fotosintesis dan transpirasi.

1.      Kompromi fotosintesis-transpirasi

Untuk membuat makanan, sebuah tumbuhan harus membentangkan daunnya pada matahari dan mendapatkan CO2 dari udara. Karbon dioksida akan berdifusi ke dalam daun dan oksigen yang dihasilkan sebagai hasil sampingan fotosintesis akan berdifusi ke luar dari daun melalui stomata. Stomata menghubungkan ruang udara yang berbentuk sarang lebah, sehingga CO2 dapat berdifusi ke sel-sel fotosintetik mesofil. Stomata pada sebagian besar tumbuhan lebih terkonsentrasi pada permukaan bagian bawah daun, yang mengurangu transpirasi karena permukaan bagian bawah daun menerima lebih sedikit cahaya matahari dibandingkan bagian atas.

Salah satu cara untuk mengevaluasi seberapa efesien sebatang tumbuhan menggunakan air adalah dengan menggunakan rasio transpirasi terhadap fotosintesisnya, yaitu jumlah air yang hilang per gram CO2  yang diasimilasikan menjadi bahan organik melalui fotosintesis.

Selain menyediakan air bagi daun, aliran transpirasi juga membantu memindahkan mineral dan bahan-bahan lain dari akar ke tunas dan daun. Transpirasi juga menghasilkan pendingin evoratif yang mendinginkan suhu daun 10-15 lebih rendah dari pada udara di sekitarnya. Selama daun masih dapat menarik air dari tanah dengan cukup cepat untuk menggantikan air yang hilang, maka transpirasi tidak akan menyebabkan masalah.

2.      Mekanisme buka-tutup Stomata

Mekanisme membuka menutupnya stomata merupakan peristiwa yang kompleks. Para Fisiolog sependapat bahwa membuka – menutupnya stoma terjadi karena perubahan atau pengaturan turgor sel penutup. Tekanan turgor terbentuk oleh adanya aliran air dari sel-sel sekitarnya. Keluar masuknya air dari dan ke sel penutup pada dasarnya adalah peristiwa osmosis (difusai air melalui membran). Masuknya air air secara osmotik ke sel penutup membuat stoma membuka. Sebaliknya, stoma akan menutup seiring dengan keluarnya air dari sel penutup ke sel-sel sekitarnya. Banyak faktor mempengaruhi aktivitas buka-tutupnya stoma. Kondisi lingkungan tersebut antara lain seperti konsentrasi CO2, suhu, kelembaban udara, intensitas pencahayaan, dan kecepatan angin. Pada umumnya stoma membuka pada siang hari, kecuali tumbuhan gurun. Membukanya stomata pada malam hari untuk tumbuhan gurun merupakan bentuk adaptasi fisiologis untuk mengurangi resiko hilangnya air berlebihan.

Arah pergerakan air ditentukan oleh perbedaan potensial air atau tekanan osmotik antara sel penutup dengan sel-sel di sekitarnya. Bila tekanan osmotik sel penutup lebih negatif (PO meningkat; cairan sel lebih pekat; potensial airnya lebih rendah) daripada sekelilingnya, maka air dari sel-sel sekitarnya akan bergerak masuk menuju sel penutup. Sebaliknya, jika PO sel penutup lebih rendah atau potensialairnya lebih tinggi, maka air akan berosmosis dari sel penutup menuju sel tetangga. Persoalannya adalah bagaimana mekanisme tumbuhan mengontrol PO yang dinamis sesuai fluktuasi perubahan lingkungannya Beberapa teori berusaha menjelaskan mekanisme buka – tutupnya stomata, di antaranya adalah teori “gerakan atau pompa ion K”. Masuknya ion K terjadi secara difusi melalui pertukaranion dengan Cl- dan H+. Telah diketahui bahwa K+ terlibat dalam metabolisme karbohidrat, karena perananya mendukung aktivitas enzim fosforilase. Enzim ini berperan dalam konversi amilum menjadi glukosa. Bila ion K meningkat pada sel penutup, aktivitas pengubahan amilum menjadi glukosa juga meningkat. Dengan bertambahnya konsentrasi glukosa sel penutup maka akan meningkatkan potensial osmotik selnya. Dengan demikian akan menggerakkan air sel-sel sekitarnya berosmosis menuju sel penutup. Akibatnya, tekanan turgor sel penutup meningkat dan stoma membuka.

B.     Xerofit memiliki adaptasi yang mengurangi transpirasi.

Tumbuhan yang beradaptasi dengan iklim kering disebut xerofit, yang memiliki berbagai modifikasi daun yang mengurangi laju transpirasi. Banyak xerofit memiliki daun kecil dan tebal sebagai adaptasi untuk membatasi kehilangan air dengan cara mengurangi luas permukaan relatif terhadap volume daun. Daun ini memiliki konsistensi yang kuat dengan adanya kutikula yang tebal. Stomata terkonsentrasi pada permukaan daun bagian bawah, dan sering kali terletak pada bagian yang lebih rendah atau pada lekukan yang melindungi pori itu dari angin yang kering. Beberapa tumbuhan gurun menggugurkan daunnya pada bulan-bulan dengan kekeringan tinggi. Yang lain seperti kaktus bertahan dengan air yang disimpan dalam batangnya yang berdaging selama musim hujan.

Salah satu adaptasi yang paling bagus terhadap habitat yang kering ditemukan pada pada tumbuhan es dan pada tumbuhan sukulen lain dari famili Crassulacean serta pada perwakilan banyak famili tumbuhan lain. Tumbuhan ini mengasimilasikan CO2 melalui suatu lintasan alternatif fotosintetik yang dikenal dengan CAM. Sel-sel mesofil pada sebuah tumbuhan CAM memiliki enzim yang dapat mensintesis CO2 menjadi asam organik pada malam hari. Selama siang hari asam organik dirombak dengan membebaskan CO2   dalam sel yang sama, dan gula disintesis melalui lintasan fotosintetik konvensional (C3). Karena daun mngambil CO2   pada malam hari, maka stomata dapat menutup selama siang hari, ketika laju transpirasi paling tinggi.