Gymnospermae (Tumbuhan Berbiji Terbuka)

Ciri khas tumbuhan Gymnospermae (bahasa Yunani, gymnos = ‘telanjang’ dan sperma = ‘benih’ atau ‘biji’) adalah tidak mempunyai pembungkus biji (ovarium). Bakal bijinya terbuka dan terdapat pada permukaan daun buah (megasporofil). Pada umumnya berupa tumbuhan berkayu dengan bermacam-macam bentuk perawakan (habitus).Tidak memiliki bunga yang sesungguhnya (bunga mereduksi menjadi kantong serbuk sari dan bakal biji), sporofil terpisah-pisah membentuk strobilus jantan dan strobilus betina.

Mempunyai sistem akar tunggang dan batang tegak lurus atau bercabang-cabang. Akar dan batang berkambium, sehingga selalu mengadakan pertumbuhan menebal sekunder. Strobilus atau kerucut mengandung 2 daun buah (tempat menempel bakal biji), yaitu makrosporangium dan mikrosporangium yang terpisah satu sama lain. Penyerbukan hampir selalu dengan bantuan angin (anemogami). Serbuk sari langsung jatuh pada bakal biji, dengan jarak waktu penyerbukan sampai pembuahannya relatif panjang. Sel kelamin jantan umumnya berupa spermatozoid yang masih bergerak dengan aktif.

Anggota Gymnospermae yang masih ada (hidup) sampai saat ini, digolongkan menjadi 4 kelas, yaitu Kelas Cycadinae, Kelas Ginkyoinae, Kelas Coniferae, dan Kelas Gnetinae.

1) Kelas Cycadinae

Tumbuhan annggota kelas ini tubuhnya berkayu, menyerupai palem dan tidak atau sedikit bercabang. Sporofil tersusun dalam strobilus berumah dua (dalam satu strobilus terdapat 1 alat kelamin). Strobilus jantan sangat besar, tersusun oleh sporofil-sporofil berbentuk sisik, dan banyak mikrosporangium. Pada strobilus betina (megasporofil), sporofil berupa sisik dengan 2 bakal biji.

Kelas ini hanya mempunyai 1 bangsa, yaitu Cycadales dan 1 suku, yaitu Cycadaceae. Contohnya adalah pakis haji (Cycas rumphii) dan Dioon sp. (hidup di Amerika). 

Gambar 1. Pakis haji (Cycas rumphii) (Wikimedia Commons)

2) Kelas Ginkgoinae 

Anggotanya berupa pohon dioceus (berumah dua), mempunyai tunas panjang dan pendek, daunnya bertangkai panjang membentuk kipas. Mikrosporofil (benang sari) tidak banyak dan susunan makrosporofil tidak begitu terang, dengan dua bakal biji pada tangkai yang panjang. Kulit luar pada bijinya berdaging dan kulit dalamnya keras. Kelas ini terdiri atas bangsa Ginkgoales dan suku Ginkgoaceae. Contohnya adalah Ginkgo biloba.

Gambar 2. Ginkgo biloba (Wikipedia Commons)

Gambar 3. Bunga jantan Ginkgo biloba (Wikipedia Commons)

Gambar 4. Bunga betina Ginkgo biloba (Wikimedia Commons)

3) Kelas Coniferae

Ciri utama anggota Coniferae adalah adanya tajuk berbentuk kerucut (Coniferae berasal dari kata conus = ‘kerucut’ dan ferein = ‘mendukung’). Anggotanya dapat berupa semak, perdu, atau pohon. Daun-daunnya berbentuk jarum, sehingga sering disebut pohon jarum. Tumbuhan ini berumah dua, tetapi ada juga yang berumah satu. Kelas Coniferae terdiri dari beberapa ordo, antara lain Ordo Araucariales, Ordo Podocarpales, Ordo Cupressales, dan Ordo Pinales. Ordo-ordo tersebut umumnya disusun oleh satu suku. Contoh anggota Ordo Araucariales adalah Agathis alba (Araucariaceae), contoh anggota Ordo Podocarpales adalah Podocapus imbricata (Podocarpaceae), dan contoh anggota Ordo Pinales adalah Pinus silvetris, Abies nordmanniana, dan Pinus merkusii (Pinaceae). Sedangkan Ordo Cupressales terdiri atas dua suku, yaitu Taxodiaceae (contohnya Sequoia gigantea) dan Famili Cupressaceae (contohnya Juniperus communis).

Gambar 6. Abies nordmanniana (havlis.cz)

4) Kelas Gnetinae

Ciri-ciri Gnetinae adalah batang berkayu (dapat bercabang atau tidak), bunga berkelamin tunggal, dan pembuahan terjadi melalui pembentukan buluh serbuk sari. Kelas ini terdiri atas 3 ordo, yaitu Ordo Ephedrales, Ordo Gnetales, dan Ordo Welwitschiales. Contoh anggota Ordo Ephedrales adalah Ephedra altissima (Ephedraceae). Contoh anggota Ordo Gnetales adalah melinjo (Gnetum gnemon) yang merupakan anggota suku Gnetaceae. Tumbuhan yang banyak dibudidayakan ini umumnya memiliki strobilus jantan dan betina yang terdapat dalam satu pohon (berumah satu). Sedangkan contoh anggota Ordo Welwitschiales adalah Welwitschia bainesii (Welwitschiaceae).

Gambar 7. Gnetum gnemon (a) Strobilus betina dan (b) Strobilus betina

Reproduksi Gymnospermae

Reproduksi aseksual pada Gymnospermae lebih jarang terjadi dibandingkan reproduksi secara seksual. Berikut ini, kalian akan mempelajari contoh perkembangbiakan seksual pada pinus (Pinus merkusii).

Gambar 8. Siklus hidup pinus (Gymnospermae)

Pinus memiliki daur hidup yang khas. Pembuahan sel telurnya terjadi di dalam jaringan sporofit induknya. Seperti Gymnospermae pada umumnya, pinus mempunyai tajuk berbentuk kerucut (strobilus). Strobilus tersebut merupakan tempat sporangium (mikrosporangium dan makrosporangium) yang menghasilkan mikrospora dan makrospora. Pada reproduksi seksual, mikrospora (gamet jantan) membelah menghasilkan serbuk sari (bersel 4) yang akan dilepaskan ke udara. Sementara itu, sel telur yang berasal dari pembelahan megaspora juga terbentuk pada strobilus betina.

Setelah serbuk sari menempel pada strobilus betina maka terjadi perkecambahan serbuk sari. Serbuk sari membentuk buluh atau tabung serbuk sari yang tipis, dengan membawa inti sperma menuju sel telur (dapat memakan waktu 1 tahun). Selanjutnya, inti sperma bersatu dan melebur dengan sel telur membentuk zigot. Zigot berkembang menjadi embrio dengan mengambil makanan dari endosperm. Pada saat itu, biji membentuk struktur tambahan berupa sayap tipis.

Satu tahun kemudian, kerucut betina melepaskan bijinya satu persatu. Biji-biji yang bersayap tersebut menyebar ke tempat-tempat lain (terbang) dengan bantuan angin. Jika biji sampai pada tempat yang sesuai maka terjadi perkecambahan biji, sehingga akan terbentuk tumbuhan yang baru.