"The Annual Rings"

Esai kali ini akan membahas mengenai salah satu fenomena menarik yang terjadi pada tumbuhan yakni cincin pertumbuhan tanaman (Annual Rings). Namun sebelum kita membahas lebih lanjut tentang apa itu annual rings? ada baiknya jika kita mengenal jaringan tumbuhan terlebih dahulu.

Setiap makhluk hidup tentu mengalami proses tumbuh dan berkembang. Pada saat itu, sel-sel yang menyusun tubuh menjadi terspesialisasi untuk menjalankan berbagai fungsi kehidupan. Beberapa sel di antaranya bergabung menjadi satu kesatuan membentuk jaringan. Jaringan adalah sekumpulan satu atau lebih jenis sel yang memiliki fungsi dan sifat yang sama . Jadi, sel-sel tumbuhan yang memiliki fungsi dan tujuan yang sama akan berkumpul membentuk jaringan tumbuhan tertentu.

Berdasarkan aktivitas pembelahan sel yang terjadi selama masa pertumbuhan dan perkembangan, jenis jaringan tumbuhan dapat dikelompokan menjadi dua macam yaitu jaringan meristem (jaringan embrional) dan jaringan permanen (jaringan dewasa). Apa itu jaringan meristem? Kata "meristem" berasal dari bahasa yunani, yakni "meristes" yang berarti terbelah. Jaringan meristem atau jaringan embrional adalah jaringan yang sel-selnya aktif membelah diri secara mitosis. Kemampuan jaringan meristem bermitosis secara terus-menerus menyebabkan terus bertambahnya sel-sel baru sehingga tumbuhan mengalami pertambahan tinggi dan volume. Jaringan meristem disebut juga jaringan muda karena terdiri dari sel-sel yang masih muda (embrional), dan belum mengalami diferensiasi atau spesialisasi (pengkhususan).

Jaringan meristem sendiri dapat dikelompokkan berdasarkan posisinya pada tubuh tumbuhan, asal-usulnya, jaringan yang dihasilkannya, strukturnya, taraf perkembangnnya, dan fungsinya. Berdasarkan asal terbentuknya, jaringan meristem dikelompokkan menjadi dua macam, yaitu jaringan meristem primer dan jaringan meristem sekunder. Jaringan meristem sekunder berasal dari sel-sel dewasa yang berubah sifatnya menjadi sel-sel meristematik. Sel-sel meristem sekunder berbentuk pipih atau prisma dan memiliki vakuola yang besar dibagian tengahnya. Contohnya adalah kambium dan kambium gabus (felogen).

Kambium dapat ditemukan di dalam batang maupun akar tumbuhan dikotil (Dicotyledoneae), Gymnospermae, dan beberapa tumbuhan monokotil (misalnya Agave, Aloe, Yucca sp., dan Dracaena sp.). Kambium menyebabkan pertumbuhan sekunder sehingga batang menjadi besar. Sedangkan hasil dari pertumbuhan sekunder itu sendiri membentuk struktur yang disebut sebagai annual ring (cincin pertumbuhan).

Pada tumbuhan, selain pertumbuhan primer dikenal pula pertumbuhan sekunder. Pertumbuhan sekunder merupakan pertumbuhan tahap kedua setelah pertumbuhan primer, yang terjadi akibat adanya aktivitas jaringan meristem sekunder yang terdapat pada tumbuhan. Jaringan kambium selalu aktif membelah dan dapat berdiferensiasi membentuk jaringan lain, misalnya xylem dan floem. Aktivitas kambium menghasilkan jaringan baru sehingga menyebabkan akar dan batang tumbuh membesar. Oleh karena itu, kambium memegang peranan penting dalam proses pertubuhan sekunder. Pertumbuhan sekunder hanya terdapat pada tumbuhan berbiji terbuka (Gymnospemae) dan tumbuhan berbiji keeping dua (dicotyledoneae). Setelah sedikit belajar tentang jaringan tumbuhan, langsung saja kita bahas topik utama kita kali ini yakni cincin pertumbuhan tanaman (Annual Rings).

Hidup bisa jadi sangat sulit bagi sebuah pohon! Kekeringan, hujan lebat, kebakaran, wabah serangga dan penyakit, kerusakan, serta polusi udara, semua meninggalkan bekas pada cincin pertumbuhan pohon (Annual rings). Pohon dapat dijadikan sebagai indikator biologis untuk mengungkapkan kejadian di masa lampau. Setiap tahun, pohon membentuk sel baru yang tersusun di dalam sebuah lingkaran konsentris yang disebut sebagai cincin tahunan atau cincin pertumbuhan tahunan. Cincin tahunan ini akan menunjukan struktur lapisan cincin yang dihasilkan selama satu musim tanam. Sebuah pohon dapat tumbuh dengan baik di lingkungan beriklim basah dan hangat. Dengan menghitung jumlah lingkaran pohon (disebut cincin tahunan atau Annual Rings) di batang atau di cabang pohon, kita dapat mengetahui berapa tahun bagian pohon itu telah berkembang. Dengan kata lain kita dapat mengetahui usia bagian dari pohon tersebut. Usia batang pohon bagian bawah tentunya akan sama dengan usia pohon tersebut. Beberapa lingkaran pohon ada yang lebar dan beberapa ada yang sempit. Cincin lebar terbentuk selama satu tahun ketika cuaca atau iklim sangat baik untuk pertumbuhan, seperti hangat dan basah. Sedangkan lingkaran-lingkaran sempit terbentuk selama tahun-tahun yang kering dan dingin. Susunannyapun silih berganti antara warna gelap dan warna terang. Sehingga selama satu tahun, pohon membentuk dua lingkaran sekaligus yakni terang dan gelap.

Setiap tahun, cincin atau lingkaran kayu ditambahkan ke dalam sapwood dalam batang dan cabang pohon. Di Kanada serta Amerika Utara, musim tanam dimulai di musim semi. Awalnya, kambium menghasilkan banyak sel besar dengan dinding tipis yang kemudian membentuk struktur pohon (earlywood). Jika kita melihat potongan penampang melintang dari pohon tersebut, maka akan tampak struktur cincin berwarna terang. Kemudian, menjelang akhir musim panas, laju pertumbuhan mulai melambat. Sedangkan sel yang terbentuk berukuran lebih kecil, dengan dinding sel yang lebih tebal. Maka akan muncul sebagai struktur cincin yang berwarna lebih gelap di bagian penampang pohon. 

Hubungan antara lingkaran berwarna terang dengan laju pertumbuhan yang baik pada musim penghujan adalah ketika musim penghujan sedang berlangsung maka pohon memiliki ketersediaan air yang sangat melimpah, sehingga dapat mempengaruhi ukuran sel. Ingat bahwa ketika sel tumbuhan berada pada lingkungan yang hipotonik (banyak mengandung cairan) maka sel tersebut akan mengalami turgiditas, atau proses menegangnya sebuah sel akibat cairan yang berlebih di dalamnya. Inilah keistimewaan pada sel tumbuhan, ketika terjadi turgiditas,sel tersebut tidak akan pecah karena adanya dinding sel yang akan menahan sel tersebut agar tidak pecah. Namun lain halnya dengan sel hewan yang akan mengalamai hemolisis(pecah) akibat cairan yang berlebih. Sehingga akan mempengaruhi lebar dan sempitnya lingkaran atau cincin tahunan yang terbentuk. Sementara pada lingkaran berwarna gelap, memiliki ukuran sel yang lebih kecil diakibatkan tumbuhan lebih sedikit menerap air dan lebih banyak menyerap cahaya, sehingga menghasilkan cincin berwarna gelap. Lalu bagaimana kronologi secara biologinya? Perlu diketahui bahwa tidak semua tumbuhan memiliki lingkaran tahunan, kenapa? Hal ini dikarenakan tidak semua tumbuhan memiliki jaringan kambium (meristem lateral).

Tumbuhan berdasarkan klasifikasinya dapat dibagi menjadi tiga kelompok, yakni kelompok tumbuhan lumut (Bryophyta), kelompok tumbuhan paku (Pteridophyta), dan kelompok tumbuhan berbiji (Spermatophyta). Tumbuhan berbiji sendiri atau Spermatophyta  dibagi lagi menjadi dua, yakni tumbuhan berbiji terbuka (Gymnospermae)dan tumbuhan berbiji tertutup (Angiospermae). Tumbuhan berbiji tertutup kembali dikelompokkan menjadi dua bagian yakni, tumbuhan monokotil (berkeping satu) dan tumbuhan dikotil (berkeping dua). Berdasarkan definisi atau pengertian yang ada, cincin tahunan adalah aktivitas dari pembelahan sel-sel yang ada di kambium. Oleh karena itu, maka bagian yang dapat membentuk cincin tahunan adalah bagian batang yang mengandung kambium. Sementara kelompok tumbuhan yang memiliki kambium berasal dari kelompok Gymnospemae dan kelompok tumbuhan berbiji berkeping dua (Dicotyledoneae).Kambium pada batang tumbuhan ini dapat membentuk cincin atau lingkaran tahunan.

Terbentuknya lingkaran tahunan selain dikarenakan aktivitas pembelahan kambium, juga dipengaruhi oleh musim, cuaca serta lingkungan. Perkembangan kambium pada musim-musim penghujan dapat mempercepat laju pertumbuhan tanaman, dimana kambium semakin cepat berkembang membelah sel kearah dalam dan keluar. Aktivitas kambium yang membelah kearah luar akan membentuk jaringan floem yang berfungsi unuk mengangkut hasil fotosintesis dan membelah kedalam membentuk jaringan xylem yang bertugas mengangkut air dan mineral dari dalam tanah. Dengan kata lain pada musim penghujan lingkaran atau cincin tahunan mengalami  perbanyakan sel xylem yang ukurannya lebih besar dibandingkan dengan sel floem, dikarenakan ketika musim penghujan datang maka ketersediaan air akan sangat melimpah dan mempercepat proses pertumbuhan dan pembentukan sel-sel xylem mengingat jumlah atau kuantitas air yang diserap meningkat. Sedangkan ketika menjelang musim kemarau, kemampuan kambium untuk membentuk sel-sel xylem akan berkurang dikarenakan kebutuhan air yang tidak terpenuhi, sehingga mengakibatkan ukuran xylem yang terbentuk lebih kecil dibandingkan ketika ketika ketersediaan air sangat melimpah. Selain ukuran yang kecil, warna yang tampak cenderung lebih gelap dari sebelumnya. Hal ini dikarenakan sel-sel yang lebih padat serta kering akibat kekurangan air.