Struktur dan Perkembangan Biji Pada Tumbuhan Angiospermae

Biji dibentuk dengan adanya perkembangan bakal biji. Pada saat pembuahan tabung sari memasuki kantung embrio melalui mikropil dan  menempatkan dua buah inti gamet jantan. Satu diantaranya bersatu dengan inti sel telur dan yang lain bersatu dengan dua inti polar. Sel telur yang dibuahi menghasilkan zigot yang kemudian berkembang menjadi embrio. Penyatuan gamet jantan yang lain dengan kedua inti polar menghasilkan inti sel endosperm pertama yang membelah-belah menjadi jaringan endosperm.

Biji masak terdiri dari tiga bagian yaitu embrio dan endosperm serta kulit bijiyang dibentuk oleh dinding bakal buah, termasuk kedua integumenya.

Dalam perkembangan biji menjadi bakal biji, bagian terbesar  volume biji ditempati oleh embrio atau oleh embrio bersama dengan endosperm, sedangkan integument tertekan ketika bagian didalamnya berkembang menjadi besar dan berkurang tebalnya. Sebagian atau seluruh tangkai bakal biji ( funikulus ) lepas dari biji dan meninggalkan bekas yang disebut hilum. Pada biji anatrop, bagian funikulus yang melekat pada biji tetap bertahan dan dikenali sebagai alur memanjang atau rave di satu sisi biji. Setelah pembuahan bagian ujung dista dari funikulus dapat tumbuh menghasilkan tonjolan yang disebut aril yang tumbuh menyelubungi biji. Kadang- kadang tonjolan itu tidak tumbuh di ujung funikulus, melainkan di salah satu tempat lain pada biji. Struktur seperti itu disebut ariloid. Contohnya pada biji jarak,tonjolan terletak didekat mikrofil disebut karunkula. Selain itu, ada juga struktur serupa sumbat yang dibentuk didaerah mikrofil yang sewaktu perkecambahan akan lepas disebut operculum.

 

(1). Struktur Biji

(a) Kulit Biji

Kulit biji berbeda-beda strukturnya sesuai dengan sifat khas biji, seperti jumlah dan tebal integument, pola jaringan pembuluh serta perubahan dalam integument sewaktu biji masak. Pada Angiospermae, semua bagian yang menyusun integument berperan dalam pembentukan kulit biji. Sering pada biji tertentu jaringan integument mengalami kerusakan karena adanya perkembangan jaringan lain pada biji, sehingga kulit biji berasal dari bagian yang tersisa dari integument.

Kulit biji tomat ( Lycopersicon esculentum ) merupakan contoh yang menarik untuk melihat perubahan yang terjadi pada kulit biji. Pada integument, ketebalan bakal biji terlihat di empat wilayah,yaitu : epidermis luar, jaringan parenkim di bawahnya yang terdiri dari bagian luar dan dalam,serta epidermis dalam yang mengandung pigmen. Pertama-tama sel parenkim bagian luar bertambah banyak dan menebal pada dinding tangensial dan di dasar dinding radial. Saat biji separuh masak, sel epidermis luar memanjang ke arah radial dan penebalan dinding dalam arah panjang sel tampak di semua sudut sel sampai dinding tangensial luar. Kemudian, seluruh isi epidermis berubah menjadi lendir. Dua samapai tiga lapisan sel plasenta yang berdekatan tetap melekat pada epidermis berlendir itu ketika biji masak dan membentuk selubung lendir di sekeliling biji. Selubung akan tanggal bersama dengan isi sel dan dinding epidermis kulit biji tetap tipis,tinggal bagian dinding yang menebal berupa rambut atau sisik yang menutupi permukaan biji yang masak. Bersamaan dengan itu parenkim secara bertahap hancur,sehingga di biji yang masak Nampak remukan dinding yang membentuk selaput homogen. Epidermis dalam yang berisi pigmen tetap bertahan dan membentuk tepi dalam kulit biji.

Pada leguminose, bilamana biji terlepas dari funikulus, terbentuk lapisan absisi sehingga hilum tampak jelas. Pada biji buncis (Pheseolus aereus), sel-sel funikulus yang menempel pada lapisan palisade kulit biji diubah bentuknya menjadi lapisan palisade yang sama dengan yang terdapat pada kulit biji. Kedua lapisan ini diselangi sepanjang garis tengah dengan alur yang sangat halus, yang merupakan laluan udara dalam biji masak. Alur ini menuju sekelompok trakeid yang dinamakan batangan trakeid. Disetiap sisi batngan tersebut ada aerenkim seperti bintang.

Pada biji monokotil tertentu, misalnya Zea mays (jagung), integumennya sama sekali hancur. Pada biji yang berkembang dari bakal biji dengan dua integument, keduanya dapat ada dalam kulit biji atau hanya ada dua atau tiga lapisan terluar dari integument sebelah luar yang tetap ada.

Pada Lythraceae, lapisan protektif berkembang dari kedua integument, dan seluruh nuselus atau hanya lapisan terluarnya juga berperan serta dalam pembentukan kulit biji. Pada Plantaginaceae, bakal biji dikelilingi oleh integument tunggal, seluruh integumennya membentuk kulit biji. Biasanya tetap ada hanya beberapa diantara lapisan sel paling luar dan epidermis sebelah dalam.

Pada kulit biji dari kebanyakan biji, epidermis sebelah dalam ada dan dapat dibedakan kutikula diantara kulit biji dan sisa-sisa nuselus atau endosperm, Pada kulit biji beberapa tumbuhan dapat dijumpai pada suatu lapisan sel memanjang radial yang menyerupai palisade tetapi tanpa ruang antar sel. Sel-sel ini dinamakan sel malphigi. Karena bentuk dan tebalnya dinding sel,maka disebut juga makrosklereid. Pada irisan melintang kulit biji, dapat dibedakan garis tipis yang melintasi sel ini dan sejajar dengan permukaan biji dekat dengan kutikula. Garis ini disebut garis cahaya atau lucida. Biji Orichidaceae mempunyai kulit biji yang terdiri dari sel-sel memanjang yang berasal dari integument luar. Ada ruang udara di antara kulit membran dan embrio yang tidak terdiferensiasi.

(b) Jaringan cadangan Makanan

Biji yang menyimpan cadangan makanan dalam endosperm atau perisperm yang di sebut biji beralbumin, sedangkan yang tidak memilikinya dinamakan biji non-albumin. Endosperm merupakan jaringan yang khas bagi Angiospermae. Jaringan endosperm pada biji yang tumbuh dapat terjadi dari sel-sel berdinding tipis dengan vakuola besar-besar yang tidak mengandung bahan cadangan. Endosperm seperti itu sel,uruhnya atau sebagian diserap oleh embrio yang sedang tumbuh, contohnya pada Lactuca. Pada banyak biji lain, misalnya Ricinus dan Gramineae, endosperm berfungsi sebagai jaringan penyimpan. Endosperm seperti ini terdiri dari sel-sel berdinding tipis, cadangan makanan di simpan didalam selnya atau dapat juga terdiri dari sel-sel berdinding tebal yang kemudian bagian dinding itu yang menjadi bahan cadangan.

Bahan cadangan utama yang disimpan dalam biji adalah karbohidrat, protein, dan lipid. Ketiga senyawa itu terdapat bersama-sama, namun jumlahnya beragam dalam biji. Protein disimpan dalam endosperm bisa dalam bentuk amorf yang mengandung satu butir atau lebih dari senyawa berikut : globoid yang berisi garam dari asam fitat yang tidak larut, kristaloid protein, tubuh-protein karbohidrat, Kristal kalsium aksalat. Protein cadangan pada Fabaceae berupa globulin dan hanya terdapat pada biji.

Bila tidak ada pati dalam endosperm, maka dapat ada minyak dan lemak sebagai bahan cadangan,beberap biji misalnya biji Ceratonia mempunyai endosperm berlendir. Penebalan berlapis-lapis pada dinding sel endosperm ini dapat dibedakan. Pada biji-biji keringendosperm ini keras dan selama perkecambahan berfungsi sebagai jaringan nutrisional dan mengembang.

Apabila di dalam biji tidak ada endosperm, maka fungsi nutitrif bagi embrio di ambil alih oleh jaringan yang ada dalam biji. Pada suku tertentu (Amarantha-ceae, Cannaceae, Piperaceae, Capparidaceae) jaringan nuselus berfungsi sebagai cadangan makanan.Jaringan nuselus di sebut perisperm.

(2) Perkembangan biji

Pembuahan ganda merupakan titik tolak perkembangan biji. Pertumbuhan dan diferensiasi bakal biji, kantung embrio, serta endosperm dan embrio berlangsung secara bertahap mengikuti urutan yang khas. Setelah pembuahan, pertumbuhan bakal biji diikuti oleh pertumbuhan endosperm. Peningkatan volume endosperm berkaitan dengan pertambahan ukuran yang cepat setelah endoseperm mencapai volume maksimum. Pemindahan makanan ke kantung embrio melibatkan proses pencernaan sebagian besar jaringan bakal biji. Jadi embryogenesis merupakan persiapan bagi masa perkecambahan. Pada saat embryogenesis jaringan nutritive di luar embrio dan di dalam embrio sendiri akan mesisntesis dan menyimpan sejumlah besar bahan makanan. Sewaktu biji berkecambah, sel yang sama akan membalikan proses metabolisme dan akan menghidrolisis zat hara yang tersimpan.

Sumber Referensi Pendukung:

Gembong, Tjitrosoepomo. Morfologi Tumbuhan. UGM. Yogyakarta.

Hasnunidah, Neni. 2008. Struktur dan Perkembangan Tumbuhan (SPT). Bandarlampung: Universitas Lampung.