Struktur dan Fungsi Akar Tumbuhan

Akar tumbuhan merupakan struktur tumbuhan yang terdapat di dalam tanah. Akar sebagai tempat masuknya mineral (zat-zat hara) dari tanah menuju ke seluruh bagian tumbuhan. Akar merupakan kelanjutan sumbu tumbuhan.

Coba amati sistem perakaran tumbuhan monokotil (misalnya rumput-rumputan) dan tumbuhan dikotil (misalnya tanaman cabe). Akar tumbuhan monokotil tersusun dalam sistem akar serabut, sedangkan akar tumbuhan dikotil tersusun dalam sistem akar tunggang.

(a) Akar tumbuhan monokotil (serabut)       (b) Akar tumbuhan dikotil (tunggang)

1.    Struktur Akar

Secara morfologi (struktur luar) akar tersusun atas rambut akar, batang akar, ujung akar, dan tudung akar. Sedangkan secara anatomi (struktur dalam) akar tersusun atas epidermis, korteks, endodermis, dan silinder pusat.

1.1    Morfologi (struktur luar) akar.

Ukuran panjang akar tergantung pada jenis tumbuhan. Misalnya tumbuhan apel memiliki akar yang panjang. Selain itu panjang akar dipengaruhi oleh faktor eksternal. Faktor eksternal yang mempengaruhi panjang akar misalnya porositas tanah, tersedianya air dan mineral dalam tanah, serta kelembapan tanah. Misalnya, tumbuhan yang hidup di gurun memiliki akar yang panjang.

Morfologi akar tersusun atas batang akar, ujung akar, tudung akar, dan rambut akar.

Morfologi (struktur luar) akar tersusun atas rambut akar, batang akar, ujung akar, dan tudung akar.

Ujung akar merupakan titik tumbuh akar. Ujung akar terdiri dari jaringan meristem yang sel-selnya berdinding tipis dan aktif membelah diri. Ujung akar dilindungi oleh tudung akar (kaliptra). Tudung akar berfungsi untuk melindungi akar terhadap kerusakan mekanis pada waktu menembus tanah. Untuk memudahkan akar menembus tanah, bagian luar tudung akar mengandung lendir.

Pada akar, terdapat rambut-rambut akar yang merupakan perluasan permukaan dari sel-sel epidermis akar. Adanya rambut-rambut akar akan memperluas daerah penyerapan air dan mineral. Rambut-rambut akar hanya tumbuh dekat ujung akar dan umumnya relatif pendek. Bila akar tumbuh memanjang ke dalam tanah maka pada ujung akar yang lebih muda akan terbentuk rambut-rambut akar yang baru, sedangkan rambut akar yang lebih tua akan hancur dan mati.

1.2    Anatomi (struktur dalam) akar.

Bila akar tumbuhan dikotil maupun monokotil disayat melintang, kemudian diamati di bawah mikroskop akan tampak bagian-bagian dari luar ke dalam, yaitu epidermis, korteks, endodermis, dan stele (silinder pusat).

Epidermis akar (kulit luar). Epidermis akar merupakan lapisan luar akar. Epidermis akar terdiri dari selapis sel yang tersusun rapat. Dinding sel epidermis tipis dan mudah dilalui oleh air. Sel-sel epidermis akan bermodifikasi membentuk rambut-rambut akar.

Korteks akar (kulit pertama). Korteks akar terdiri dari beberapa lapis sel yang berdinding tipis. Di dalam korteks akar terdapat ruang-ruang antarsel. Ruang antarsel berperan dalam pertukaran gas. Korteks berfungsi sebagai tempat menyimpan cadangan makanan.

Endodermis akar. Endodermis akar terdiri dari selapis sel yang tebal. Bentuk dan sususan sel-sel endodermis berbeda dengan bentuk dan susunan sel-sel di sekitarnya. Oleh karena itu, batas korteks dengan endodermis terlihat jelas jika diamati di bawah mikroskop. Endodermis berperan sebagai pengatur jalannya larutan yang diserap dari tanah masuk ke silinder pusat.

Stele akar (silinder pusat). Stele pada akar tersusun atas perisikel (perikambium), xilem (pembuluh kayu), dan floem (pembuluh tapis). Perisikel merupakan lapisan terluar dari silinder pusat yang terdiri dari satu atau beberapa lapisan sel. Perisikel berfungsi dalam pertumbuhan sekunder dan pertumbuhan akar ke samping. Sedangkan xilem dan floem yang merupakan berkas pembuluh angkat terletak di sebelah dalam perisikel. Pada akar tumbuhan monokotil terdapat empulur, sedangkan pada akar tumbuhan dikotil tidak terdapat empulur.

2.    Fungsi Akar

Meskipun tumbuhan monokotil dan tumbuhan dikotil memiliki sistem perakaran yang berbeda, tetapi fungsi akar pada tumbuhan tersebut sama. Akar merupakan organ pada tumbuhan yang berfungsi sebagai berikut :

• Untuk menyerap air dan garam-garam mineral (zat-zat hara) dari dalam tanah.
• Untuk menunjang dan memperkokoh berdirinya tumbuhan di tempat hidupnya.
• Pada beberapa jenis tumbuhan, akar berfungsi sebagai alat bernapas, misalnya pada tumbuhan bakau.
• Pada beberapa jenis tumbuhan, akar berfungsi sebagai tempat menyimpan cadangan makanan atau sebagai alat perkembangbiakan vegetatif. Misalnya, wortel memiliki akar tunggang yang membesar, berfungsi sebagai tempat menyimpan makanan. Pada tanaman sukun, dari bagian akar dapat tumbuh tunas yang selanjutnya tumbuh menjadi individu baru.

3.    Proses Penyerapan Air dan Mineral serta Pengangkutannya

Air dan mineral dari tanah masuk ke tumbuhan melalui ujung akar dan rambut-rambut akar. Adanya rambut-rambut akar menyebabkan daerah penyerapan air dan mineral menjadi luas.

Air dan mineral yang diserap oleh rambut-rambut akar akan menuju ke pumbuluh kayu (xilem). Pengangkutan air dan mineral yang larut tersebut mengalir dari sel ke sel dengan arah horizontal, yaitu dari sel epidermis menuju ke korteks dan endodermis sampai akhirnya ke pembuluh kayu.

Proses penyerapan air dan mineral serta pengangkutannya.

Air dan mineral dapat mengalir karena adanya perbedaan kepekatan (konsentrasi) cairan di antara sel-sel yang dilaluinya. Aliran air dan mineral dari rambut akar, epidermis, korteks, endodermis, hingga pembuluh kayu terjadi di luar berkas pembuluh, sehingga disebut pengangkutan ekstravaskuler. Air dan mineral setelah sampai di pembuluh kayu akar, selanjutnya akan diangkut ke daun sebagai bahan untuk fotosintesis. Pengangkutan air dan mineral ke daun melalui pembuluh kayu pada batang, cabang, dan daun. Karena pengangkutan air dan mineral ini melalui berkas pembuluh angkut, yaitu pembuluh kayu (xilem), maka disebut pengangkutan vaskuler.

Cara penyerapan air dan mineral dari dalam tanah oleh rambut-rambut akar berlangsung secara osmosis. Osmosis adalah pergerakan (perpindahan) zat dari larutan yang kurang pekat (berkonsentrasi rendah) ke larutan yang lebih pekat (berkonsentrasi tinggi) melalui selaput semipermeabel. Selaput semipermeabel adalah selaput pemisah yang hanya dapat dilalui oleh air dan zat-zat tertentu yang larut di dalamnya. Umumnya sel-sel pada tumbuhan bersifat semipermeabel termasuk sel-sel rambut akar. Selain itu, cairan sel pada rambut-rambut akar lebih pekat daripada air tanah, sehingga air tanah dan mineral yang terlarut akan masuk ke dalam sel-sel rambut-rambut akar secara osmosis.

Setelah rambut-rambut akar menyerap air tanah, cairan selnya menjadi kurang pekat bila dibandingkan dengan cairan di dalam sel-sel korteks. Dengan demikian, secara osmosis air dan mineral dari sel-sel rambut mengalir ke sel-sel korteks. Dengan cara yang sama, air dan mineral akan mengalir ke endodermis dan akhirnya sampai ke pembuluh kayu akar.

Selain secara osmosis, proses penyerapan air dan mineral juga melalui proses transpor aktif. Transpor aktif adalah sistem transpor ion-ion dan molekul-molekul melalui membran (selaput) sel dengan menggunakan energi. Mineral dari tanah secara transpor aktif masuk ke dalam sel tumbuhan melawan gradien konsentrasi, yaitu dari konsentrasi rendah ke konsentrasi tinggi.

Air yang masuk ke dalam sel tumbuhan menyebabkan tekanan pada dinding sel. Keadaan tegang yang ditimbulkan antara dinding sel dengan isi sel setelah menyerap air disebut turgor. Sedangkan tekanan yang ditimbulkan disebut tekanan turgor.

4.    Akar sebagai Alat Pernapasan pada Tumbuhan

Tumbuhan yang hidup di hutan bakau umumnya memiliki akar khusus untuk bernapas, yaitu akar napas. Akar napas tumbuh tegak pada pangkal batang tumbuhan bakau.

Akar napas memiliki banyak celah sebagai tempat masuknya udara. Pada umumnya tanah di hutan bakau berlumpur dengan kandungan oksigen yang rendah. Oleh karena itu, akar napas yang dimiliki oleh tumbuhan yang hidup di hutan bakau berguna untuk beradaptasi terhadap kandungan oksigen yang rendah. Tumbuhan di hutan bakau yang memiliki akar napas misalnya Avicennia (api-api), Sonneratia (pidada), dan Bruguiera (tanjang).

Beberapa jenis tumbuhan bakau juga memiliki akar gantung. Akar gantung tumbuh dari bagian batang di atas tanah dan tumbuh ke arah tanah. Pada saat masih menggantung, akar gantung berfungsi untuk bernapas (menyerap udara). Setelah mencapai tanah, bagian akar yang masuk ke dalam tanah berfungsi seperti akar biasa, yaitu menyerap air dan mineral.

Seperti organ-organ tumbuhan yang lain, yaitu daun dan batang, akar yang ada di dalam tanah ternyata juga melakukan pernasapan. Pernapasan pada akar terutama terjadi pada akar yang masih muda. Untuk pernapasan dibutuhkan oksigen dan akan dihasilkan energi. Selanjutnya energi ini digunakan akar untuk menyerap air dan mineral.