Pembentukan Lingkar Tahun Batang

Apa itu lingkaran tahun? Apa penyebab terbentuknya lingkaran tahun? Apakah jaringan gabus juga mempengaruhi pembentukan lingkaran tahun? Pada tumbuhan apa saja lingkaran tahun terbentuk? Apa fungsi lingkaran tahun? Pada kesempatan kali ini, saya akan menjelaskan lebih dalam tentang lingkaran tahun.

Lingkaran tahun adalah bentuk lingkaran-lingkaran atau cincin-cincin yang terdapat pada batang pohon. Lingkaran tahun dapat terlihat dengan memotong batang pohon secara melintang. Secara umum batang tumbuhan terdiri dari 3 bagian/struktur, yaitu epidermis, korteks, dan stele (silinder pusat).

Gambar Struktur Batang Monokotil

biologydiscussion.com

Gambar Struktur Batang Dikotil

pinsdaddy.com

Epidermis

Epidermis batang terdiri dari satu lapis jaringan epidermis, yang sel-selnya tersusun rapat, dan pada dinding luar sel terdapat kutikula untuk melindungi batang dari kehilangan air yang telalu banyak.

Bagian bawah epidermis tumbuhan kayu juga terdapat jaringan gabus (kambium gabus atau felogen). Felogen yang pertumbuhannya ke arah luar membentuk lapisan gabus yang menutupi epidermis dinamakan felem. Sedangkan yang pertumbuhannya ke arah dalam dinamakan feloderm. Kelompok sel epidermis yang tidak tertutupi zat gabus dinamakan lentisel yang berfungsi untuk penguapan (transpirasi) dan pertukaran gas. Pada tumbuhan kayu yang masih muda terdapat klorofil sehingga dapat melakukan fotosintesis. Akan tetapi, aktivitas kambium menyebabkan rusaknya jaringan yang terdapat pada korteks dan epidermis. Dan rusaknya jaringan tersebut menyebabkan kemampuan fotosintesis menjadi hilang.

Korteks

Korteks batang tersusun dari beberapa lapis jaringan parenkim yang tidak teratur, tidak tersusun rapat, dan dinding selnya tipis. Lapisan jaringan parenkim berada di bawah jaringan epidermis. Selain itu, korteks juga tersusun dari jaringan penyokong, yang terdiri dari sklerenkim dan kolenkim serta terletak di bawah lapisan jaringan parenkim.

Stele

Stele (silinder pusat) berada di bagian terdalam batang, dibawah korteks. Stele terdiri atas jaringan vaskuler (pengangkut) dan empulur. Jaringan vaskuler (pengangkut) terdiri dari xilem dan floem. Antara batang monokotil dan dikotil terdapat perbedaan pada susunan jaringan vaskuler.

Pada tumbuhan dikotil, jaringan vaskuler tersusun dalam lingkaran. Floem berada di bagian luar lingkaran dan berbatasan langsung dengan korteks. Sedangkan xilem berada di bagian dalam lingkaran, berbatasan dengan empulur, dan terletak berhadapan dengan floem. Pada tumbuhan dikotil, antara xilem dan floem terdapat kambium yang dinamakan kambium intravasikuler yang bersifat meristematik. Sehingga, pada batang dikotil memiliki tipe jaringan vaskuler kolateral terbuka, yaitu terdapat kambium di antara xilem dan floem. Kambium intravasikuler akan tumbuh ke arah luar membentuk floem sekunder dan ke arah dalam membentuk xilem sekunder.

Pada tumbuhan monokotil, jaringan vaskuler tersebar di seluruh batang. Letak xilem berdampingan dengan floem dan tidak terdapat kambium sehingga memiliki tipe jaringan vaskuler kolateral tertutup.  Karena tidak ada kambium, tumbuhan monokotil tidak dapat mengalami pertumbuhan sekunder (pertumbuhan ke arah samping atau perbesaran batang). Proses pembesaran batang terjadi karena pembentukan reksigen, yaitu pembentukan ruang dimana ruang tersebut terbentuk karena sel-sel (empulur) robek akibat tertarik oleh pertumbuhan di sekitarnya sehingga pembesaran batang terbatas. Pada tumbuhan monokotil, batas antara korteks dan stele juga tidak terlihat dengan jelas.

Empulur berada di bagian terdalam batang dan tersusun atas sel-sel parenkim. Empulur yang baru tumbuh biasanya berwarna putih pucat, namun setelah dewasa akan berganti warna menjadi cokelat atau gelap.

Berdasarkan teori di atas, saya akan menjelaskan apakah jaringan gabus berpengaruh terhadap proses pembentukan lingkaran tahun.

Lingkaran tahun hanya terdapat pada tumbuhan yang memiliki kambium yaitu tumbuhan dikotil dan Gymnospermae. Kambium dibedakan menjadi 2, yaitu kambium pembuluh (vaskuler) dan kambium gabus (felogen). Kambium pembuluh merupakan pembatas yang terletak di antara korteks dan stele. Kambium pembuluh dikelompokkan menjadi 2 macam berdasarkan letak dan fungsinya, yaitu kambium intervasikuler dan kambium intravasikuler.

Kambium intervasikuler merupakan kambium pembuluh yang terletak di antara dua berkas pengangkut (xilem dan floem) atau dapat dikatakan kambium pembuluh yang terletak di luar berkas pengangkut. Kambium intervasikuler berfungsi untuk membentuk jari-jari empulur. Jari-jari empulur merupakan bagian empulur yang memanjang hingga floem sehingga berbentuk seperti jari-jari. Jari-jari empulur berfungsi untuk menyalurkan nutrisi atau makanan ke arah radial (pusat batang).

Sedangkan kambium intravasikuler merupakan kambium pembuluh yang terletak di dalam berkas pengangkut atau terletak di antara xilem dan floem. Kambium intravasikuler berfungsi untuk membentuk xilem sekunder dan floem sekunder. Aktivitas kambium intravasikuler ke arah luar membentuk floem sekunder dan aktivitas kambium ke arah dalam membentuk xilem sekunder.

Lingkaran tahun terbentuk karena aktivitas kambium yang terletak di berkas pembuluh, yaitu kambium vaskuler. Pada pertumbuhan tumbuhan, aktivitas kambium vaskuler dalam membentuk xilem sekunder lebih aktif daripada membentuk floem sekunder. Namun, aktivitas kambium vaskuler sangat dipengaruhi oleh keadaan lingkungan dan musim. Saat musim penghujan, air yang tersedia banyak sehingga banyak tersedia cadangan makanan dan mengakibatkan aktivitas sel kambium vaskuler meningkat. Sebaliknya, pada saat musim kemarau, air yang tersedia hanya sedikit sehingga cadangan makanan berkurang dan mengakibatkan aktivitas kambium vaskuler menjadi lambat dan bahkan tidak terjadi aktivitas kambium vaskuler.

Selain itu, pada saat musim kemarau banyak tersedia sinar matahari. Karena itu, proses fotosintesis yang ada di batang menjadi banyak dan cepat. Sehingga, hasil fotosintesis berupa gula (amilum) banyak dan menyebabkan warna sel yang dihasilkan menjadi gelap. Sedangkan pada saat musim penghujan, sinar matahari sangat sedikit, dan proses fotosintesis menjadi lambat. Akibatnya, hasil fotosintesis berupa gula (amilum) menjadi sedikit dan menyebabkan warna sel yang dihasilkan menjadi terang.

Sehingga, terjadi perbedaan sel yang terbentuk oleh aktivitas kambium vaskuler dan terbentuklah lingkaran tahun (annual ring). Perbedaan pembentukan sel terutama terjadi pada sel xilem sekunder, karena xilem yang bertugas untuk mengangkut air dan garam mineral yang diserap oleh akar menuju ke daun untuk digunakan sebagai fotosintesis dan transpirasi (penguapan).

ck12.org

Xilem

Xilem tersusun dari sel yang mati, tidak memiliki sitoplasma, memiliki dinding sel tebal yang penyusunnya berupa lignin, bersifat impermeable (sulit ditembus), dan tidak terdapat lubang antar sel. Xilem berfungsi untuk mengangkut air dan garam mineral dari akar menuju daun dan arah pengangkutannya ke atas. Sel penyusun xilem berupa unsur trakeal, serat xilem, dan parenkim xilem.

Unsur trakeal terdiri dari sel-sel yang memanjang, dinding sel mengandung lignin, sel tidak mengandung protoplasma, dan terdapat noktah atau lekukan pada dinding sel. Unsur trakeal terdiri dari trakea dan trakeid. Sel trakea memiliki ujung-ujung sel yang saling menyambung dan memiliki lubang pada ujung-ujungnya. Bagian yang berlubang tersebut dinamakan lempeng perforasi. 

Sedangkan sel trakeid berbentuk memanjang, ujung-ujungnya lancip, dan ukurannya lebih kecil dari trakea serta tidak memiliki lubang pada dinding selnya. Sehingga, proses pengangkutan air dan garam mineral melalui pasangan noktah pada dua ujung yang saling menimpa. Serat xilem tersusun dari sel panjang dengan ujung yang runcing dan ukurannya lebih kecil daripada sel trakeid. Parenkim xilem tersusun dari sel yang vakuola yang besar dan berisi makanan cadangan, tanin, getah, dan kristal.

Floem

Floem tersusun dari sel hidup, memiliki sitoplasma, memiliki dinding sel tipis yang penyusunnya berupa selulosa, bersifat permeable (dapat ditembus), dan terdapat lubang antar sel. Floem berfungsi untuk mengangkut hasil fotosintesis berupa gula dan air dari daun ke sel-sel yang membutuhkan atau untuk disimpan serta arah pengangkutannya ke atas dan ke bawah. Sel-sel penyusun floem berupa pembuluh tapis, sel pengiring, serat floem, dan parenkim floem.

Pembuluh tapis telah mengalami spesialisasi menjadi sel pembuluh yang tersusun dari sel berbentuk tabung dengan ujung-ujung yang bertemu sehingga membentuk sebuah saluran. Pada bagian ujung yang bertemu tersebut, terdapat lubang yang berfungsi sebagai tempat transportasi hasil fotosintesis. Sel pengiring tersusun dari sel yang berbentuk silinder, memiliki protoplas yang pekat, serta berada di dekat pembuluh tapis. Sel pengiring berfungsi untuk memberikan makanan ke pembuluh tapis. Sel pengiring dan sel pembuluh tapis telah membentuk satu kesatuan fisiologis sehingga, jika salah satunya tidak ada maka sel yang lain tidak akan berfungsi atau mati. Serat floem tersusun dari sel mati dan sel hidup (pada sel hidup berfungsi untuk menyimpan cadangan makanan). Parenkim floem tersusun dari sel hidup dan berfungsi untuk menyimpan zat tepung dan zat organik lain.

slideplayer.com

Sedangkan kambium gabus (felogen) terletak di bawah jaringan epidermis. Jaringan gabus berfungsi untuk melindungi sel-sel jaringan bagian dalam yang berada di bawahnya dari kerusakan akibat pertumbuhan sekunder. Jaringan gabus juga berfungsi untuk membentuk lapisan gabus yang tersusun rapat dengan lapisan lilin yang siap menggantikan epidermis yang terkelupas akibat pertumbuhan sekunder, lapisan tersebut disebut dengan periderm. Kerusakan tersebut dapat terjadi karena terdapat banyak ruang terbuka sehingga menyebabkan udara dan air dapat keluar masuk secara bebas. Seperti yang telah dijelaskan dalam teori di atas, bahwa aktifitas jaringan gabus ke arah luar membentuk felem dan ke arah dalam membentuk feloderm.

Felem tersusun atas sel-sel mati, sel-selnya berbentuk kotak, dinding sel mengalami penebalan oleh zat suberin, sel tersusun rapat (tidak ada ruang antar sel), dan bersifat impermeable (tidak tembus air) sehingga dapat mencegah penguapan. Sedangkan feloderm tersusun atas sel-sel hidup dan bersifat permeable (tembus air).

Sehingga berdasarkan penjelasan di atas jaringan gabus atau kambium gabus tidak memiliki pengaruh pada pada pembentukan lingkaran tahun. Karena lingkaran tahun terbentuk dari aktifitas kambium vaskuler.

doitpoms.ac.uk

Apakah fungsi dari lingkaran tahun?

Lingkaran tahun dapat berfungsi untuk menentukan umur suatu tumbuhan dikotil dan Gymnospermaedengan menghitung banyaknya lingkaran tahun yang terbentuk. Namun, dalam menentukan umur suatu tumbuhan terdapat beberapa hal yang harus diperhatikan. Pertama, dalam menghitung jumlah lingkaran tahun harus dimulai dari pangkal batang, karena pangkal batang tumbuh terlebih dahulu. Kedua, jumlah lingkar tahun yang tebentuk di tiap negara berbeda, tergantung dengan musim negara tersebut. 

Tumbuhan pada negara yang memiliki 4 musim maka akan terbentuk 4 batas lingkar tahun. Tumbuhan yang tumbuh di daerah kering atau semi kering mungkin membentuk lebih dari satu lingkar tahun karena tergantung kapan hujan turun dalam periode tahun. Sedangkan tumbuhan pada iklim tropis, kemungkinan tidak memiliki lingkar tahun karena pada iklim tropis hampir tidak terjadi perubahan iklim dan tumbuhan dapat bertumbuh terus.

Dalam 1 lingkar tahun, lapisan sel yang terbentuk memiliki besaran dan kerapatan yang berbeda-beda. Kayu awal (earlywood) terbentuk pada awal musim pertumbuhan. Kayu awal terdiri atas sel yang berukuran besar, namun memiliki tingkat kerapatan yang rendah (terdapat ruang antar sel). Kayu akhir (latewood) terbentuk pada akhir musim pertumbuhan. 

Kayu akhir terdiri atas sel yang berukuran kecil dan memiliki tingkat kerapatan yang tinggi.  Lebar lingkaran tahun sangat bervariasi. Lebar lingkar tahun pada umumnya dipengaruhi oleh kecepatan lingkar tumbuh. Ketebalan lingkaran tahun berkurang jika ada kekeringan, sehingga digunakan untuk studi kondisi iklim di masa lalu.

Daftar Pustaka

Ferdinand, Fictor; Ariebowo, Moekti.Praktis Belajar Biologi 2.Jakarta: Pusat Perbukuan Departemen Pendidikan Nasional,2009

Rachmawati, Faidah; Urifah, Nurul; Wijayati, Ari.Biologi untuk SMA/MA kelas XI.Jakarta: Pusat Perbukuan Departemen Pendidikan Nasional,2009

Irnaningtyas.Biologi.Jakarta: Erlangga

www.biologiedukasi.com/2017/08/proses-pembentukan-lingkar-tahun-pada.html?m=1 

dosenbiologi.com

.biologipedia.com