Apakah Transportasi Senyawa pada Sel Tumbuhan Lebih Lambat?

Tahukah anda? Bahwa setiap makhluk hidup memiliki bagian anggotaa tubuh yang terdiri dari ribuan bahkan jutaan sel. Apa sebenarnya sel itu? Sel merupakan unit terkecil dari makhluk hidup yang menunjukkan semua sifat yang dihubungkan dengan kehidupan. Secara struktural memang merupakan bagian dari makhluk hidup yang paling kecil. Namun, dapat secara mandiri melakukan metabolisme, reproduksi dan kegiatan kehidupan lain yang menunjang kelangsungan hidup sel tersebut. Terdapat organisme yang terdiri dari sel tunggal seperti amoeba. Tetapi ada juga organisme lain yang merupakan agregat multiseluler dari banyak tipe sel yang terspesialisasi. Sel yang terpsesialisasi tersebut bergabung membentuk tingkatan struktural kehidupan yang lebih tinggi yaitu jaringan, organ dan sistem organ. Mereka berubah menjadi sel yang terspesialisas karena ada rangsang yang membentuk fungsi khusus.

Coba sekarang kita liat lebih lanjut bagaimana sejarah penemuan sel. Sel pertama kali ditemukan pada tahun 1665 oleh seorang Inggris yang bernama Robert Hooke. Ia menemukan mikroskop sederhana dan melakukan pengamatan pada sel gabus. Sel gabus tersebut merupakan sel mati yang berasal dari tumbuhan. Dan pada tahun 1674, Antonie Van Leeuwenhoek merupakan orang pertama yang meneliti sel hidup yang berasal dari alga Spirogyra dengan menggunakan mikroskop juga. Setelah penemuan tersebut, banyak orang berbondong-bondong melakukan percobaan tentang sel. Beberapa diantaranya seperti Rudolf Ludwig Karl Virchow pada tahun 1858 mengungkapkan bahwa sel berasal dari sel sebelumnya (omnis cellula e cellula) atau yang umum dikatakan membelah diri. Theodore Schwan (ahli anatomi hewan) serta Jakob Schleiden (ahli anatomi tumbuhan) juga mengatakan bahwa sel merupakan unit dasar kehidupan dan tiap makhluk hidup tersusun dari sel. Ada juga yang mengatakan bahwa portoplasma (cairan yang tidak bisa dibedakan/koloid diantara cairan dan organel) merupakan cairan dalam sel. Itu merupakan pendapat dari Purkinje. Dan tak kalah hebatnya adalah Robert Brown, yang mengungkapkan bahwa nukleus (inti sel) merupakan bagian penting karena mengatur segala kegiatan/aktivitas yang ada dalam sel. Itu merupakan beberapa contoh ahli-ahli yang mengungkapkan tentang sel.

Apakah kalian tau, bahwa sel  tersebut dapat dibedakan jadi dua bedasarkan struktur dan fungsi kerja tubuh? Ya, sel dapat dibedakan menjadi dua, yakni  sel hidup dan sel mati. Sel pada umumnya dikatakan hidup, ditandai dengan masih memiliki nukleus dan masih berfungsi. Selain itu, sel hidup masih memiliki sitoplasma untuk menjadi sumber makanan. Sel hidup ditandai dengan adanya bagian-bagian protoplas dalam sel atau dengan adanya hasil metabolisme yang berupa bahan ergastik. Yang terpenting, sel yang hidup memiliki organel-organel yang sesuai dengan fungsi sel tersebut. Nah, berbeda dengan sel yang mati. Organel-organel yang dimiliki sel mati sudah tidak berfungsi. Yang artinya, mereka tidak memiliki peranan dalam proses kelangsungan kehidupan dan hanya berupa dinding sel yang pada bagian tengahnya kosong.

Di manakah letak sel hidup/sel mati? Mereka terletak pada sel tumbuhan dan sel hewan. Sel tumbuhan dan hewan sendiri memiliki beberapa perbedaan. Sel hewan tidak memiliki plastid, yang artinya sel hewan tidak memiliki kloropas. Tapi, sel hewan memiliki lisosom sentrosom/sentriol.  Pada sel tumbuhan terdapat membran sel yang terdapat membran sel yang tidak berdinding seperti sel hewan.  Membran sel tersebut memiliki sifat selektif permeabel / semi permeabel yang artinya tidak semua zat bisa masuk. Yang bisa masuk hanya zat yang dibutuhkan saja. Dan jika mereka kehilangan selektivitas ini, sel tidak lagi mampu menopang drinya sendiri dan akan dihancurkan. Meski sel tumbuhan dibatasi dengan dinding sel, senyawa yang masuk melalui dinding sel akan diseleksi terlebih dahulu oleh membran sel sebelum masuk ke dalam sel. Membran sel sangat permeable (boleh masuk) terhadap senyawa air. Dan bersifat semi permeable terhadap senyawa ion dan senyawa-senyawa kecil seperti glukoasa, asam amino dan yang terakhir bersifat impermeable (tidak dapat masuk) terhadap senyawa-senyawa berukuran besar untuk memasukkannya memerlukan mekanisme yang mengurangi energi. Energi tersebut berasal dari hasil metabolisme tahaman yang diserap dari dalam tanah menggunakan akar. Proses tersebut disebut dengan respirasi.

Apakah sebenarnya respirasi itu? Respirasi sebenarnya, merupakan proses pengambilan O2 untuk memecah senyawa-senyawa organik menjadi CO2, H2O, dan energi. Pada umumnya respirasi merupakan reaksi redoks dimana substrat dioksidasi menjadi CO2 sedangkan O2 yang diserap sebagai oksidator mengalami reduksi dan menjadi H2O. Respirasi merupakan proses pembebasan energi yang tersimpan dalam zat sumber energi melalui proses kimia denga oksigen. Dan dari hasil tersebut, menggunakan energi melalui jalur transportasi membran yang dibedakan menjadi dua, yakni transportasi pasif dan transportasi aktif.

Transportasi pasif merupakan transport ion, molekul dan senyawa yang dilakukan melalui membran permeabel tanpa memerlukan energi kimia untuk melewati membran plasma. Pada transpor pasif, zat bergerak dari daerah yang memiliki konsentrasi tinggi ke daerah yang memiliki konsentrasi rendah. Bentuk dari transportasi pasif adalah difusi dan filtrasi. Difusi sendiri mencerminkan kecenderungan molekul untuk menyebar jika memiliki ruang untuk melakukannya. Zat berdifusi dari daerah yang memiliki konsentrasi tinggi kedaerah yang memiliki konsentrasi rendah. Proses tersebut berlanjut hingga substansi merata pada sistem. Pada difusi sendiri dibagi lagi menjadi kelompok-kelompok kecil yakni sederhana perpindahan molekul dari daerah yang memiliki konsentrasi tinggi ke daerah yang memiliki konsentrasi rendah. Yang berpindah adalah molekul zat yang terlarut. Dan bagi zat-zat yang larut pada lemak dalam melewati membran. Osmosis merupakan larutan dengan konsentrasi rendah (hipotonik) ke larutan dengan konsentrasi yang elbih tinggi (hipertonik) melalui selaput selektif permeabel. Osmosis yang dapat menyebabkan tekanan tugor sel berubah. Yang mana, air akan bergerak melintasi membran jika keseimbangan garam melintasi membran tidak merata. Air bergerak dari sisi dengan konsentrasi rendah garam ke sisi dengan konsentrasi tinggi. Untuk menyamakan distribusi dengan mengencerkan dipertonik atau sisi yang lebih asin. Maka dari itu, osmosis penting dalam menjaga keseimbangan air di dalam sel dan lingkungan disekitarnya. Pada sel hewan, jika sel dimasukkan ke larutan yang miliki konsentrasi air lebih tinggi dari sel, maka sel tersebut akan pecah /bocor. Tetapi, jika sel memiliki konsentrasi air yang lebih rendah maka sel akan mengkerut. Sedangkan pada sel tumbuhan, sel tumbuhan memiliki struktur yang dilindungi oleh dinding sel yang kaku. Maka sel tumbuhan dimasukkan ke dalam larutan encer maka sel tumbuhan akan membengkak (turgid). Jika sel tumbuhan dimasukkan ke dalam larutan hidpertonik (kental), sel tumbuhan tidak mengkerut karena struktur dinding sel yang kaku. Tetapi membran sel tumbuhan akan terlepas dari dinding selnya. Hal itu disebut dengan plasmolisis. Yang terakhir adalah difusi yang terfasilitasi merupakan difusi yang dibantu oleh protein yang terdapat pada membran. Beberapa molekul mengalami kesulitan untuk menembus membran sel sehingga butuh saluran yang membantu yakni protein saluran dan protein pembawa. Nah, saluran tersebut lebih sering kita dengan sebutan protein integral yang menempel pada membran sel. Ada satu lagi transportasi pasif yakni filtrasi. Filtrasi itu berarti air /zat terlalut dipaksa untuk melewati membran yang memiliki banyak cairan /tekanan hidrostatik.

Berbeda dengan transportasi aktif. Trasnportasi aktif merupakan jenis transport membran yang memerlukan energi berupa ATP (Adeonosin Trifosfat) dalam aktivitasnya. Pada transportasi aktif ini, molekul yang melewatinya adalah molekul yang besar. Sifat utama yang dimiliki oleh transportasi aktif adalah melawan gradien konsentrasi yang artinya akn terjadi pemompaan yang memaksa zat untuk melewati membran dengan melawan gradien konsentrasinya dan yang memiliki polaritas yang berbeda. Transportasi aktif secara garis besar dibagi menjadi pompa ion, kotranspor, dan makromolekul (endositosis-eksositosis). Pompa ion sendiri merupakan transpor ion dengan melakukan pertukaran ion dari dalam sel dengan ion di luar sel melalui membran dan memerlukan energi yang berupa ATP. Pompa ion sendiri dibagi lagi menjadi unipor, yang memompa 1 jenis senyawa dan searah. Simpor, berfungsi memompa 2 jenis senyawa dan searah. Serta satu lagi, yakni antipor, yang memiliki kegunaan untuk memompa 2 jenis senyawa dan berbeda arah tapi secara bersamaan. Selain pompa ion, transportasi membran sel aktif lainnya juga disebut dengan makromolekul (endositosis-eksositosis). Endositosis merupakan transpor makromolekul dan materi yang sangat kecil ke dalam sel dengan cara membentuk vesikula baru dari membran plasma. Endositosis juga merupakan peristiwa pembentukan kantong membran sel ketika larutan atau partikel ditransfer ke dalam sel dan berada di dalam. Pada endositosis, makromolekul dikelilingi oleh membran plasma yang melipat membentuk vesikula. Endositosis sendiri dapat dibagi lagi menjadi dua bagian besar, yaitu fagositosis yang merupakan transpor aktif yang terjadi pada benda padat dengan ukuran yang lebih besar dan terjadi saat sel menelan partikel padat dengan pseudopodia (kaki semu), selanjutnya partikel dibungkus di dalam kantong membran yang besar atau yang lebih familiar disebut dengan vakuola. Metchnikkof mengeluarkan pendapat pada akhir tahun 19, di mana proses fagositosis adalah transpor aktif berupa pinositosis yang terjadi pada benda padat dengan ukurang yang lebih besar.  Terdapat pula pinositosis yang pada tahun 1931 oleh W.H Lewis di terangkan bahwa pinositosis merupakan suatu gejala bahwa sejumlah kecil medium kultur masuk ke dalam sitoplasma dalam lekukan-lekukan membran sel. Lekukan tersebut, seolah-olah sel itu minum sehingga ia kemudian menamainya dengan sebutan "pinositosis" yang dalam bahasa Yunani pinos artinya minum. Terjadi saat fluida ekstraseluler masuk ke dalam lipatan membran plasma yang membentuk vesikula kecil.

Sebenarnya, apakah fungsi transportasi aktif dan pasif yang ada pada sel? Transportasi pada sel tersebut menyalurkan senyawa organik dan anorganik yang merupakan komponen-komponen kimiawi pada sebuah sel. Kelompok komponen organik berasal dari benda hidup/makhluk hidup yang terdiri dari berbagai macam zat penyusun, contohnya adalah protein yang fungsinya mengganti sel rusak dengan yang baru serta perbaikan jaringan sel yang rusak. Lemak yang kegunaannya untuk cadangan energi selain karbohidrat dan sebagai penyusun kimiawi membran sel. Karbohidrat yang berfungsi sebagai sumber energi dan juga asam nukleat yang berfungsi untuk menyimpan dan mengenal informasi genetik sebuah sel. kompoSedangkan kelompok komponen anorganik berasal dari hasil atau proses alam yang kemudian diadopsi dalam sel. berbeda dengan komponen organik, komponen anorganik terdiri atas air yang berperan untuk menjaga distribusi nutrisi pada setiap bagian tubuh agar tetap teratur. Sedangkan  gas memiliki peranannya untuk mendukung proses alami sel dalam melakukan aktivitas. Terdiri atas nitrogen, oksigen, karbondioksida dan juga ammonia. Serta, garam-garam mineral yang berbentuk ion-ion (positif/negatif) yang berfungsi membantu metabolisme yang dilakukan tubuh serta menjaga keseimbangan energi tubuh. Garam-garam mineral tersebut terdiri dari garam, asam, basa, kation dan anion. Keduanya sangat berkaitan sehingga tubuh dapat melakukan proses metabolisme yang sempurna serta fungsi-fungsi lainnya. Kelompok komponen organik lebih kompleks dibandingkan dengan anorganik. Tapi, tidak dapat dipungkiri bahwa senyawa anorganik juga sangat penting bagi banyak organisme. Dapat dilihat bahwa senyawa anorganik banyak mengandung air dan garam, dan dibuktikan bahwa sel juga masih membutuhkan air dan mineral untuk proses perkembangannya walaupun jumlahnya lebih kecil dibandingkan dengan kebutuhan sel untuk senyawa organik seperti lemak, karbohidrat dan lain-lain.

Dapat kita lihat sendiri bahwa kedua senyawa tersebut sangat berhubungan satu dengan yang lain. Maka pasti juga terdapat pada setiap sel yang ada pada makhluk hidup, entah itu sel hewan ataupun sel tumbuhan. Karena keperluan mendasar mereka sama sebagai sel. Senyawa-senyawa tersebut memang kelihatannya tidak ada perbedaan yang terlalu mendasar sebagai senyawa kimia yang digunakan pada sel. Tapi, pengkajiannya tetap perlu dipisahkan dalam cabang kimia yang lebih spesifik. Kedua senyawa tersebut sama-sama diangkut melalui transportasi membran yang ada pada sel. Tetapi yang membedakan adalah pengangkutan yang dilakukan oleh sel hewan dan tumbuhan terhadap senyawa-senyawa tersebut. Apakah kalian tahu? Ternyata gaya gravitasi juga mempengaruhi gerak transportasi, terlebih pada cepat atau lambatnya. Karena gerakan sel berlawanan dengan arah gravitasi. Terlebih pada sel tumbuhan. Pada sel tumbuhan, senyawa-senyawa yang diperlukan oleh tanaman berasal dari akar dan harus diproses oleh tanaman pada daun, melewati xilem.  Itu disebut dengan kapilaritas batang karena tersusun oleh pipa-pipa kapiler. Daya kapilaritas tersebut disebabkan adanya kohesi antara molekul air dengan air dan adhesi antara molekul air dengan dinding pembuluh xilem. Sehingga, transportasi senyawa pada sel tumbuhan dibandingkan dengan sel hewan lebih susah. Secara tidak langsung, daya kapilaritas pada batang dibantu oleh daya hisap daun (tarikan transpirasi). Itu dikarenakan pada mulut daun terjadi proses penguapan air yang dikenali dengan nama transpirasi. Dan ini menyebabkan sel pada tumbuhan terutama sel yang terletak pada daun kehilangan air dan timbul tarikan terhadap air yang ada pada sel-sel bawahnya dan diteruskan oleh molekul-molekul, menuju bawah sampai ke seluruh kolom air pada xilem sehingga menyebabkan air tertarik ke atas dari akar menuju daun. Sedangkan pada sel hewan tidak terlalu dipengaruhi. Memang pada sel hewan terkena dampak dari gravitasi ketika sedang melakukan transportasi senyawa, tetapi dampak yang diterima oleh sel hewan tidak terlalu mempengaruhi cepat/lambatnya transportasi yang dilalui. Dari pernyataan diatas, jika dilihat dari gravitasinya, sel hewan jauh lebih mudah dan cepat untuk melakukan trasnportasi senyawa organik dan anorganik dibandingkan dengan sel tumbuhan. Karena pada sel tumbuhan proses transportasi harus melewati tahapan yang lebih kompleks.

Apakah bagian-bagian yang ada di dalam sel hewan dan tumbuhan mempengaruhi transportasi senyawa? Iya, terlihat jelas bahwa ada beberapa organel yang ada pada sel hewan yang tidak dimiliki oleh sel tumbuhan seperti sentriol dan lisosom. Sentriol sendiri memiliki peranan yang sangat penting untuk membantu pembelahan sel agar tidak cacat dengan cara menarik kromosom menjauh dari pasangan menuju sisi yang berlawanan. Dan lisosom sendiri banyak terdapat di hati dan memiliki enzim hidrolitik yang dapat merusak antigen yang merupakan penghasil antibodi untuk penyerang benda asing, virus, dan bakteri yang masuk ke dalam tubuh. Sedangkan ada pula organel seperti plastida dan  dinding sel dimiliki oleh sel tumbuhan tetapi tidak dimiliki oleh sel hewan. Sel tumbuhan memiliki plastida untuk menyerap cahaya matahari sehingga dapat melakukan fotosintesis yang memiliki dua tahapan yakni reaksi terang (butuh cahaya) dan reaksi gelap (tidak butuh cahaya). Serta dinding sel yang kuat, padat dan kaku. Terlebih karena dinding sel mengandung selulosa, kitin dan lignin yang celah untuk dilewatinya jauh lebih rumit. Nah, karena itu sel hewan tidak memiliki dinding sel yang merupakan penghambat gerakan. Jika sel hewan memiliki dinding sel, mereka tidak dapat bergerak lebih aktif dan bebas. Berbeda dengan tumbuhan yang bergeraknya pasif (tidak terlihat) dan tidak berpindah tempat. Karena hewan bergerak secara aktif, menyebabkan sel yang bekerja juga harus bekerja secara cepat. Sehingga, menekan kinerja pada sel hewan untuk dapat mengedarkan senyawanya dengan mudah dan cepat. Seperti yang kita tahu, bahwa sel dapat mengalami spesialisasi dikarenakan ada rangsangan yang membentuk fungsi khusus. Salah satu contohnya adalah ini, karena sel hewan perlu bekerja dengan cepat karena keperluan untuk menghasilkan tenaga sehingga sel mengalami spesialisasi yang membuat kinerja sel hewan lebih cepat dibandingkan dengan sel pada tumbuhan.

Dilihat dari manfaatnya, dinding sel memiliki peran yang juga penting yakni sebagai penyokong, perlindungan untuk sel tumbuhan itu sendiri. Serta mengizinkan air, oksigen, karbondioksida untuk masuk dan keluar sel. Ternyata, dinding sel juga mempengaruhi transportasi senyawa. Itu dikarenakan senyawa-senyawa yang baru masuk harus melewati dinding sel. Pada tumbuhan, senyawa-senyawa yang dibutuhkan oleh tubuh mau tidak mau harus masuk melewati dinding sel serta membram plasma sebelum pada akhirnya diolah oleh organel-organel yang ada pada sel tersebut. Dari foto sel tumbuhan yang terdapat di atas, dapat dilihat bahwa dinding sel terletak dibagian paling luar sel tumbuhan dan terlihat lebih tebal dibandingkan oleh membran sel. Secara umum, dinding sel memiliki ketebalan kurang lebih 10-35 nm. Dan membran sel yang terdapat di dalamnya memiliki ketebalan kurang lebih 5-10 nm. Sehingga senyawa yang akan memasuki sel tumbuhan harus kurang lebih menembus 5-35 nm lapisan. Sangat berbeda jika dibandingkan dengan sel hewan. Yang mana senyawa yang akan diolah oleh sel hewan hanya akan melewati kurang lebih 5-10 nm secara keseluruhan. Tanpa harus melewati 25 nm lapisan sel yang lainnya yang terdapat pada dinding sel. Yang mempersulit lewatnya senyawa yang ada pada sel tumbuhan adalah

Pada pembeda antara sel tumbuhan dengan sel hewan juga telah dibahas, bahwa sel tumbuhan memiliki vakuola yang besar. Vakuola sendiri berguna untuk menyimpan cadangan makanan. Jika dilihat lebih dalam lagi, vakuola pada sel tumbuhan memiliki vakuola untuk menyimpan cadangan makanan yang lebih besar dibandingkan dengan sel hewan. Maka, sel tumbuhan membutuhkan energi yang banyak untuk memenuhi kebutuhan vakuolanya demi menyimpan cadangan makanan. Karena kita sendiri mengetahui bahwa, tumbuhan memiliki hasil fotosintesis berupa karbohidrat. Sehingga pembuluh angkut yang mengangkut senyawa yang dibutuhkan oleh sel tumbuhan harus dengan tenaga yang lebih mengangkut kebutuhan energi untuk vakuola pada sel tumbuhan. Kinerja pada transportasi sel di tumbuhan juga semakin berat karena harus mengangkut senyawa dalam jumlah yang banyak, namun berlawananan dengan arah gravitasi. Di permasalahan ini, sel tidak mengalami spesialisasi karena yang mempengaruhi adalah organel yang terdapat pada sel tersebut bukannya jaringan/organ tertentu.  Pada tumbuhan yang memiliki batang yang besar dan panjang, transpor senyawa juga sangat berpengaruh karena semakin luasnya daerah yang harus disebarkan senyawa, maka semakin lama pula proses transpor yang terjadi. Sebesar-besarnya hewan, tetapi jika kita liat lebih dalam lagi, masih banyak tanaman yang memiliki batang yang besar dan tinggi. Sebenarnya yang paling mempengaruhi adalah tinggi batang. Semakin tinggi batangnya, maka akan semakin berat pula kinerja pada transpor senyawa karena harus melawan gaya gravitasi yang semakin jauh dari gaya tarik bumi.

Dapat kita tarik benang merahnya bahwa sel pada tumbuhan memiliki transpor senyawa organik dan anorganik yang lebih lama dibandingkan dengan sel hewan karena gaya gravitasi. Gaya gravitasi berlawanan dengan kinerja senyawa pada sel tumbuhan. Ditambah lagi dengan adanya gaya kapilaritas pada tumbuhan. Gerak tubuh pada tumbuhan atau hewan juga mempengaruhi. Yang mana sel tumbuhan hanya bergerak pasif sedangkan sel hewan bergerak aktif. Sehingga sel pad hewan mau tidak mau harus bekerja dengan cepat. Jika tidak, maka sel hewan akan terus selalu kehabisan tenaga.  Sel tumbuhan juga memiliki dinding sel yang mana mempertebal lapisan luar sel yang harus dilewati oleh senyawa sehingga proses transportasinya terganggu. Sel tumbuhan harus melewati kurang lebih 5-35 nm lapisan sebelum pada akhirnya dapat diolah oleh organel di dalamnya. Tebal lapisan itu jaraknya lumayan jauh dibandingkan dengan lapisan yang dilewati oleh sel hewan yang hanya 5-10 nm saja. Vakuola yang dimiliki oleh sel hewan juga lebih besar. Di mana, fungsi vakuola adalah untuk menyimpan cadangan makanan. Sehingga sel tumbuhan harus membawa senyawa yang banyak untuk kebutuhan vakuolanya. Dan yang terakhir adalah karena tumbuhan lebih tumbuh keatas. Yang mana, dapat diartikan bahwa transpor senyawa yang dilakukan juga akan semakin sulit dan berat karena semakin jauh dengan gaya gravitasi bumi yang ada.

Daftar pustaka:

http://www.edubio.info/2015/07/difusi-difusi-terbantu-dan-osmosis.html?m=1

http://jokowarino.id/aneka-komponen-penyusun-kimiawi-sel-beserta-fungsinya-bagi-tubuh/

http://budisma.net/2015/04/pengertian-senyawa-anorganik.html

http://scientistofbiology.weebly.com/mekanisme-pengangkutan-pada-tumbuhan.html

http://www.forumsains.com/artikel/sistem-transportasi-dan-transpirasi-dalam-tanaman/

http://www.ebiologi.com/2016/02/transpor-aktif-membran-sel.html?m=1

Nurhayati. 2016. Biologi untuk Siswa SMA/MA Kelas XI. Bandung : Yrama Widya.