Di dalam tubuh makhluk hidup dalam hal ini adalah tumbuhan selalu terjadi sistem transportasi. Pengertian dari sistem transportasi (pada tumbuhan) adalah proses pengambilan dan pengeluaran zat ke seluruh bagian tubuh tumbuhan. Sistem transportasi ini terjadi melalui proses pengangkutan nutrisi, oksigen, karbondioksida, dan sisa metabolisme. Transportasi pada tumbuhan dilakukan dengan cara mengambil sari makanan dari tanah, dan proses pendistribusian hasil fotosintesis ke seluruh bagian tumbuhan. Dalam proses ini ada dua jaringan yang berperan penting yaitu xylem dan floem dimana kedua jaringan ini berada pada setiap bagian tumbuhan baik itu akar, batang, maupun di daun.
Seperti telah disebutkan diatas, dua jaringan yang berperan penting dalam proses transportasi pada tumbuhan adalah xylem dan floem. Xylem adalah jaringan pengangkut pada tumbuhan berpembuluh yang berfungsi untuk meyalurkan nutrisi dari akar ke daun. Xylem di sebut juga pembuluh kayu. Pembuluh kayu terbentuk dari sel-sel mati yang mengayu, bentuknya memanjang seperti sebuah saluran dimana antara saluran yang satu dengan saluran yang lain saling menyambung. Sel-sel xilem tidak memiliki protoplasma. Tapi memiliki parenkim kayu, yang mengisi ruang-ruang kosong di antara pembuluh dan membantu melekatkan pembuluh-pembuluh tersebut. Pembuluh xylem tersusun dari 4 elemen, yaitu:
- Trakeid,
- Trakea / pembuluh kayu,
- Parenkim xylem, dan
- Serat xylem / serabut kayu
Floem (juga dikenal dengan pembulu lapis), merupakan jaringan pada tanaman yang memiliki fungsi pengangkut dan menyalurkan zat-zat makanan hasil proses fotosintesis dari daun ke seluruh bagian tanaman. Jaringan floem terdiri dari sel-sel yang memiliki bentuk seperti piramid, dengan susunan yang rata dan sejajar. Seperti jaringan xilem, floem juga mempunyai serabut floem dan parenkim floem.
Walaupun memiliki fungsi yang sama, keberadaan Floem dan xilem terpisah dalam pembagian serta sistem transportasi. Kedua jaringan tersebut, masing-masing memuat zat yang berbeda menuju dan dari berbagai bagian tubuh tanaman. Floem berfungsi untuk mengangkut zat terlarut seperti getah, sedangkan xilem berfungsi untuk mengangkut air. Demikian juga dengan letaknya, Xylem terlatak di bagian luar tanaman, sedangkan floem terletak di sebelah dalam tanaman.
Mekanisme Transportasi pada Tumbuhan
Setelah kita mengetahui jaringan tumbuhan yang berperan dalam proses pengangkutan. Sekarang kita akan mempelajari proses pengangkutan air dan mineral dari tanah serta proses pengangkutan nutrisi hasil fotosintesis yang terjadi pada tumbuhan.
1. Transportasi Air.
Yang pertama adalah transportasi air. Seperti kita ketahui air memiliki peran yang sangat penting dalam kehidupan makhluk hidup, tidak terkecuali pada tumbuhan. Air merupakan zat yang sangat dibutuhkan tumbuhan. Salah satu karakteristik zat cair adalah meresap melalui celah kecil (kapilaritas), sifat inilah yang nantinya menyebabkan air dapat diangkut naik dari akar ke bagian tumbuhan lain yang lebih tinggi dan diedarkan ke seluruh tubuh tumbuhan walaupun tumbuhan tidak mempunyai mekanisme pemompaan cairan seperti pada jantung manusia.
Peristiwa masuk dan keluarnya air dari tumbuhan dipengaruhi oleh kondisi lingkungan. Pada saat kondisi lingkungan lembap atau jumlah uap air di lingkungan tinggi, maka air akan masuk ke dalam tumbuhan. Akan tetapi, apabila lingkungan di sekitar tumbuhan kering atau jumlah uap air di lingkungan rendah, uap air akan keluar dari tumbuhan melalui stomata yang terdapat di daun. Proses ini disebut transpirasi.
Air yang ada di dalam tanah masuk ke dalam sel tumbuhan karena adanya perbedaan konsentrasi air. Konsentrasi adalah ukuran yang menunjukkan jumlah suatu zat dalam volume tertentu. Apabila terjadi perpindahan molekul zat terlarut dari konsentrasi tinggi ke konsentrasi rendah, maka proses perpindahan ini disebut difusi. Apabila terjadi perpindahan molekul zat pelarut dari konsentrasi rendah ke konsentrasi tinggi melalui membran semipermeabel, maka proses perpindahan ini disebut osmosis.
Membran semipermeabel adalah membran yang hanya dapat dilalui oleh zat tertentu, tetapi tidak dapat dilalui oleh zat lainnya. Contoh zat yang dapat melalui membran semipermeabel adalah air. Membran ini berfungsi sebagai pengatur lalu lintas (keluar dan masuknya) zat-zat dari dalam dan luar sel. Contoh membran semipermeabel adalah membran sel.
Zat pelarut adalah zat yang melarutkan zat lain. Pada materi ini, yang berperan sebagai zat pelarut adalah air. Adapun zat terlarut adalah zat yang larut dalam zat lain. Pada proses ini, yang berperan sebagai zat terlarut adalah mineral tanah dan zat gula hasil fotosintesis.
Jaringan pada akar mulai dari jaringan terluar hingga terdalam merupakan jaringan yang akan dilalui oleh air ketika masuk ke dalam tumbuhan, yaitu Epidermis → Korteks → Endodermis → Perisikel Xilem
- Epidermis akar adalah selapis sel berdinding tipis, berkutikula dan tersusun rapat pada akar
- Korteks adalah susunan sel-sel parenkim berdinding tipis dan tersusun longgar. atau bagian terluar tubuh tumbuhan yang berfungsi sebagai benteng terluar tanaman (dalam kasus akar maka epidermis adalah saringan pertama air dan mineral yang masuk ke akar)
- Endodermis adalah lapisan paling dalam korteks akar dengan sel-sel tebal (dilapisi pita caspary) yang membatasi korteks dan stele. Fungsinya adalah sebagai pembatas selektif yang mengatur masuknya bahan2 dari larutan tanah ke dalam jaringan pembuluh di dalam stele.
- Perisikel atau perikambium adalah lapisan luar stele.
- Xilem adalah jaringan pengangkut yang berfungsi mengangkut air/mineral organik dari akar ke daun.
Pertama-tama, air diserap oleh rambut-rambut akar. Kemudian, air masuk ke sel epidermis melalui proses secara osmosis. Selanjutnya, air akan melalui korteks. Dari korteks, air kemudian melalui endodermis dan perisikel. Selanjutnya, air masuk ke jaringan xilem yang berada di akar. Setelah tiba di xilem akar, air akan bergerak ke xilem batang dan ke xilem daun. Perhatikan gambar berikut;
Diatas telah disebutkan bahwa walaupun tumbuhan tidak mempunyai mekanisme pemompaan cairan seperti pada jantung manusia, tetapi air dapat diangkut naik dari akar ke bagian tumbuhan lain yang lebih tinggi dan diedarkan ke seluruh tubuh tumbuhan. Ini dikarenakan adanya daya kapilaritas batang. Sifat ini seperti yang terdapat pada pipa kapiler. Pipa kapiler memiliki bentuk yang hampir menyerupai sedotan akan tetapi diameternya sangat kecil. Apabila salah satu ujung pipa kapiler, dimasukkan ke dalam air, maka air yang berada pada pipa tersebut akan lebih tinggi daripada air yang berada di sekitar pipa kapiler. Begitu pula pada batang tanaman, air yang berada pada batang tanaman akan lebih tinggi apabila dibandingkan dengan air yang berada pada tanah.
Daya kapilaritas batang dipengaruhi oleh adanya gaya kohesi dan adhesi. Kohesi merupakan kecenderungan suatu molekul untuk dapat berikatan dengan molekul lain yang sejenis. Adhesi adalah kecenderungan suatu molekul untuk dapat berikatan dengan molekul lain yang tidak sejenis. Melalui gaya adhesi, molekul air membentuk ikatan yang lemah dengan dinding pembuluh. Melalui gaya kohesi akan terjadi ikatan antara satu molekul air dengan molekul air lainnya. Hal ini akan menyebabkan terjadinya tarik menarik antara molekul air yang satu dengan molekul air lainnya di sepanjang pembuluh xilem.
Selain disebabkan oleh gaya kohesi dan adhesi, naiknya air ke daun disebabkan oleh penggunaan air dibagian daun atau yang disebut dengan daya isap daun. Air dimanfaatkan oleh tumbuhan dalam proses fotosintesis . Pada daun, air juga mengalami penguapan. Penguapan air oleh daun disebut transpirasi. Penggunaan air oleh bagian daun akan menyebabkan terjadinya tarikan terhadap air yang berada pada bagian xilem, sehingga air yang ada pada akar dapat naik ke daun.
2. Transportasi Nutrisi
Semua bagian tumbuhan yaitu, akar, batang, daun serta bagian lainnya memerlukan nutrisi. Agar kebutuhan nutrisi di setiap bagian tumbuhan terpenuhi, maka dibutuhkan suatu proses pengangkutan nutrisi hasil fotosintesis berupa gula dan asam amino ke seluruh tubuh tumbuhan. Pengangkutan hasil fotosintesis dari daun ke seluruh tubuh tumbuhan terjadi melalui pembuluh floem.
Perjalanan zat-zat hasil fotosintesis dimulai dari sumbernya yaitu daun (daerah yang memiliki, konsentrasi gula tinggi) ke bagian tanaman lain yang dituju (daerah yang memiliki konsentrasi gula rendah).